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Android性能优化之利用强大的LeakCanary检测内存泄漏及解决办法

2019年07月24日 | 移动技术网IT编程 | 我要评论

荆雀,忻州市公安交警网,小门神迅雷下载

前言：

最近公司c轮融资成功了，移动团队准备扩大一下，需要招聘android开发工程师，陆陆续续面试了几位android应聘者，面试过程中聊到性能优化中如何避免内存泄漏问题时，很少有人全面的回答上来。所以决定抽空学习总结一下这方面的知识，以及分享一下我们是如何检测内存泄漏的。我们公司使用开源框架leakcanary来检测内存泄漏。

什么是内存泄漏？

有些对象只有有限的生命周期。当它们的任务完成之后，它们将被垃圾回收。如果在对象的生命周期本该结束的时候，这个对象还被一系列的引用，这就会导致内存泄漏。随着泄漏的累积，app将消耗完内存。

内存泄漏造成什么影响？

它是造成应用程序oom的主要原因之一。由于android系统为每个应用程序分配的内存有限，当一个应用中产生的内存泄漏比较多时，就难免会导致应用所需要的内存超过这个系统分配的内存限额，这就造成了内存溢出而导致应用crash。

什么是leakcanary？

leakcanary是square开源框架，是一个android和java的内存泄露检测库，如果检测到某个 activity 有内存泄露，leakcanary 就是自动地显示一个通知，所以可以把它理解为傻瓜式的内存泄露检测工具。通过它可以大幅度减少开发中遇到的oom问题，大大提高app的质量。

leakcanary捕获常见内存泄漏以及解决办法

1.）错误使用单例造成的内存泄漏

在平时开发中单例设计模式是我们经常使用的一种设计模式，而在开发中单例经常需要持有context对象，如果持有的context对象生命周期与单例生命周期更短时，或导致context无法被释放回收，则有可能造成内存泄漏，错误写法如下：

public class loginmanager {
  private static loginmanager minstance;
  private context mcontext;

  private loginmanager(context context) {
    this.mcontext = context;
  }


  public static loginmanager getinstance(context context) {
    if (minstance == null) {
      synchronized (loginmanager.class) {
        if (minstance == null) {
          minstance = new loginmanager(context);
        }
      }
    }
    return minstance;
  }

  public void dealdata() {
  }

}

弱我们在一个activity中调用的，然后关闭该activity则会出现内存泄漏。

loginmanager.getinstance(this).dealdata();

leakcanary检测结果如下：

解决办法要保证context和application的生命周期一样，修改后代码如下：

public class loginmanager {
  private static loginmanager minstance;
  private context mcontext;

  private loginmanager(context context) {
    this.mcontext = context.getapplicationcontext();
  }


  public static loginmanager getinstance(context context) {
    if (minstance == null) {
      synchronized (loginmanager.class) {
        if (minstance == null) {
          minstance = new loginmanager(context);
        }
      }
    }
    return minstance;
  }

  public void dealdata() {
  }

}

2.）handler造成的内存泄漏

早些年handler的使用频率还是蛮高的，它是工作线程与ui线程之间通讯的桥梁，只是现在大量开源框架对其进行了封装，我们这里模拟一种常见使用方式来模拟内存泄漏情形。

public class mainactivity extends appcompatactivity {
  private handler mhandler = new handler();
  private textview mtextview;

  @override
  protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
    super.oncreate(savedinstancestate);
    setcontentview(r.layout.activity_main);
    mtextview = (textview) findviewbyid(r.id.text);//模拟内存泄露
    mhandler.postdelayed(new runnable() {
      @override
      public void run() {
        mtextview.settext("lcj");
      }
    }, 3 * 60 * 1000);
    finish();
  }

  @override
  protected void ondestroy() {
    super.ondestroy();
    lapplication.getrefwatcher().watch(this);
  }
}

上述代码通过内部类的方式创建mhandler对象,此时mhandler会隐式地持有一个外部类对象引用这里就是mainactivity，当执行postdelayed方法时，该方法会将你的handler装入一个message，并把这条message推到messagequeue中，messagequeue是在一个looper线程中不断轮询处理消息，那么当这个activity退出时消息队列中还有未处理的消息或者正在处理消息，而消息队列中的message持有mhandler实例的引用，mhandler又持有activity的引用，所以导致该activity的内存资源无法及时回收，引发内存泄漏。

leakcanary检测结果如下：

要想避免handler引起内存泄漏问题，需要我们在activity关闭退出的时候的移除消息队列中所有消息和所有的runnable。上述代码只需在ondestroy()函数中调用mhandler.removecallbacksandmessages(null);就行了。

public class mainactivity1 extends appcompatactivity {
  private handler mhandler = new handler();
  private textview mtextview;

  @override
  protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
    super.oncreate(savedinstancestate);
    setcontentview(r.layout.activity_main);
    mtextview = (textview) findviewbyid(r.id.text);
    //模拟内存泄露
    mhandler.postdelayed(new runnable() {
      @override
      public void run() {
        mtextview.settext("lcj");
      }
    }, 3 * 60 * 1000);
    finish();
  }

  @override
  protected void ondestroy() {
    super.ondestroy();
    mhandler.removecallbacksandmessages(null);
    mhandler=null;
    lapplication.getrefwatcher().watch(this);
  }
}

3.)线程造成的内存泄漏

最早时期的时候处理耗时操作多数都是采用thread+handler的方式，后来逐步被asynctask取代，直到现在采用rxjava的方式来处理异步。这里以asynctask为例，可能大部分人都会这样处理一个耗时操作然后通知ui更新结果：

public class mainactivity extends appcompatactivity {
  private asynctask<void, void, integer> asynctask;
  private textview mtextview;

  @override
  protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
    super.oncreate(savedinstancestate);
    setcontentview(r.layout.activity_main);
    mtextview = (textview) findviewbyid(r.id.text);
    testasynctask();
    finish();
  }

  private void testasynctask() {
    asynctask = new asynctask<void, void, integer>() {
      @override
      protected integer doinbackground(void... params) {
        int i = 0;
        //模拟耗时操作
        while (!iscancelled()) {
          i++;
          if (i > 1000000000) {
            break;
          }
          log.e("leakcanary", "asynctask---->" + i);
        }
        return i;
      }

      @override
      protected void onpostexecute(integer integer) {
        super.onpostexecute(integer);
        mtextview.settext(string.valueof(integer));
      }
    };
    asynctask.execute();

  }

  @override
  protected void ondestroy() {
    super.ondestroy();
    lapplication.getrefwatcher().watch(this);
  }

}

对于上面的例子来说，在处理一个比较耗时的操作时，可能还没处理结束mainactivity就执行了退出操作，但是此时asynctask依然持有对mainactivity的引用就会导致mainactivity无法释放回收引发内存泄漏。

leakcanary检测结果：

如何解决这种内存泄漏呢？在使用asynctask时，在activity销毁时候也应该取消相应的任务asynctask.cancel()方法，避免任务在后台执行浪费资源，进而避免内存泄漏的发生。

public class mainactivity3 extends appcompatactivity {
  private asynctask<void, void, integer> asynctask;
  private textview mtextview;

  @override
  protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
    super.oncreate(savedinstancestate);
    setcontentview(r.layout.activity_main);
    mtextview = (textview) findviewbyid(r.id.text);
    testasynctask();
    finish();
  }

  private void testasynctask() {
    asynctask = new asynctask<void, void, integer>() {
      @override
      protected integer doinbackground(void... params) {
        int i = 0;
        //模拟耗时操作
        while (!iscancelled()) {
          i++;
          if (i > 1000000000) {
            break;
          }
          log.e("leakcanary", "asynctask---->" + i);
        }
        return i;
      }

      @override
      protected void onpostexecute(integer integer) {
        super.onpostexecute(integer);
        mtextview.settext(string.valueof(integer));
      }
    };
    asynctask.execute();

  }

  private void destroyasynctask() {
    if (asynctask != null && !asynctask.iscancelled()) {
      asynctask.cancel(true);
    }
    asynctask = null;
  }

  @override
  protected void ondestroy() {
    super.ondestroy();
    destroyasynctask();
    lapplication.getrefwatcher().watch(this);
  }

}

4.）非静态内部类创建静态实例造成的内存泄漏

有时我们需要一个可以随着屏幕旋转的activity，比如视频播放activity，这时我们为了防止多次调用oncreate方法导致某些参数重新初始化，我们一般会选择创建一个内部类和一个静态实例来保存这些参数，比如以下实现：

public class mainactivity extends appcompatactivity {
  private static config mconfig;

  @override
  protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
    super.oncreate(savedinstancestate);
    setcontentview(r.layout.activity_main);
    //模拟内存泄露
    if (mconfig == null) {
      mconfig = new config();
      mconfig.setsize(18);
      mconfig.settitle("老九门");
    }
    finish();
  }


  @override
  protected void ondestroy() {
    super.ondestroy();
    lapplication.getrefwatcher().watch(this);
  }

  class config {
    private int size;
    private string title;

    public int getsize() {
      return size;
    }

    public void setsize(int size) {
      this.size = size;
    }

    public string gettitle() {
      return title;
    }

    public void settitle(string title) {
      this.title = title;
    }
  }
}

上述代码看着没有任何问题，其实内部类都会持有一个外部类引用，这里这个外部类就是mainactivity，然而内部类实例又是static静态变量其生命周期与application生命周期一样，所以在mainactivity关闭的时候，内部类静态实例依然持有对mainactivity的引用，导致mainactivity无法被回收释放，引发内存泄漏。leakcanary检测内存泄漏结果如下：

对于这种泄漏的解决办法就是将内部类改成静态内部类，不再持有对mainactivity的引用即可，修改后的代码如下：

public class mainactivity extends appcompatactivity {
  private static config mconfig;

  @override
  protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
    super.oncreate(savedinstancestate);
    setcontentview(r.layout.activity_main);
    //模拟内存泄露
    if (mconfig == null) {
      mconfig = new config();
      mconfig.setsize(18);
      mconfig.settitle("老九门");
    }
    finish();
  }


  @override
  protected void ondestroy() {
    super.ondestroy();
    lapplication.getrefwatcher().watch(this);
  }

  static class config {
    private int size;
    private string title;

    public int getsize() {
      return size;
    }

    public void setsize(int size) {
      this.size = size;
    }

    public string gettitle() {
      return title;
    }

    public void settitle(string title) {
      this.title = title;
    }
  }
}

5.）由webview引起的内存泄漏

在目前的开发中多多少少会用到hybrid开发方式，这样我们就会用webview去承载html网页，就如下面这种方式：

java代码：

public class mainactivity5 extends appcompatactivity {
  private webview mwebview;

  @override
  protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
    super.oncreate(savedinstancestate);
    setcontentview(r.layout.activity_web);
    mwebview = (webview) findviewbyid(r.id.web);
    mwebview.loadurl("http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5720202.html");
  }


  @override
  protected void ondestroy() {
    super.ondestroy();
    lapplication.getrefwatcher().watch(this);
  }

}

xml布局文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<linearlayout
  xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  android:id="@+id/activity_main"
  android:layout_width="match_parent"
  android:layout_height="match_parent"
  android:orientation="vertical">

  <webview
    android:id="@+id/web"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"/>
</linearlayout>

webview解析网页时会申请native堆内存用于保存页面元素，当页面较复杂时会有很大的内存占用。如果页面包含图片，内存占用会更严重。并且打开新页面时，为了能快速回退，之前页面占用的内存也不会释放。有时浏览十几个网页，都会占用几百兆的内存。这样加载网页较多时，会导致系统不堪重负，最终强制关闭应用，也就是出现应用闪退或重启。及时activity关闭时在ondestroy中调用如下代码也是没有任何作用。

private void destroywebview() {
    if (mwebview != null) {
      mlinearlayout.removeview(mwebview);
      mwebview.pausetimers();
      mwebview.removeallviews();
      mwebview.destroy();
      mwebview = null;
    }
  }

先看下leakcanary检测到的结果如下：

该如何解决呢？这个查了不少资料，其中一种就是使用getapplicationgcontext作为参数构建webview，然后动态添加到一个viewgroup中，最后退出的时候调用webview的销毁的函数，虽然也达到了防止内存溢出的效果，但是在有些网页弹出时候需要记住密码的对话框的时候，会出现unable to add window -- token null is not for an application 的错误，所以这里采用的解决办法是通过把使用了webview的activity(或者service)放在单独的进程里。然后在检测到应用占用内存过大有可能被系统干掉或者它所在的activity(或者service)结束后，调用android.os.process.killprocess(android.os.process.mypid());，主动kill掉进程。由于系统的内存分配是以进程为准的，进程关闭后，系统会自动回收所有内存。

修改后的代码如下：

public class mainactivity5 extends appcompatactivity {
  private webview mwebview;

  @override
  protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
    super.oncreate(savedinstancestate);
    setcontentview(r.layout.activity_web);
    mwebview = (webview) findviewbyid(r.id.web);
    mwebview.loadurl("http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5720202.html");
  }

  @override
  protected void ondestroy() {
    destroywebview();
    android.os.process.killprocess(android.os.process.mypid());
    super.ondestroy();
    lapplication.getrefwatcher().watch(this);

  }

  private void destroywebview() {
    if (mwebview != null) {
      mwebview.pausetimers();
      mwebview.removeallviews();
      mwebview.destroy();
      mwebview = null;
    }
  }

}

manifest中对应的activity配置如下：

<activity
  android:name=".mainactivity5"
  android:process="com.whoislcj.webview"/>

6.）资源未关闭造成的内存泄漏

对于使用了braodcastreceiver，contentobserver，file，cursor，stream，bitmap等资源的使用，应该在activity销毁时及时关闭或者注销，否则这些资源将不会被回收，造成内存泄漏。例如获取媒体库图片地址代码在查询结束的时候一定要调用

cursor 的关闭方法防止造成内存泄漏。

string columns[] = new string[]{
        mediastore.images.media.data, mediastore.images.media._id, mediastore.images.media.title, mediastore.images.media.display_name
    };
    cursor cursor = this.getcontentresolver().query(mediastore.images.media.external_content_uri, columns, null, null, null);
    if (cursor != null) {
      int photoindex = cursor.getcolumnindexorthrow(mediastore.images.media.data);
      //显示每张图片的地址，但是首先要判断一下，cursor是否有值
      while (cursor.movetonext()) {
        string photopath = cursor.getstring(photoindex); //这里获取到的就是图片存储的位置信息
        log.e("leakcanary", "photopath---->" + photopath);
      }
      cursor.close();
    }

总结：

以上就是通过leakcanary检测到的内存泄漏情况以及解决办法。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持移动技术网。

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