Android性能优化篇之内存优化--内存泄漏

image

引言

1. Android性能优化篇之内存优化--内存泄漏

2.Android性能优化篇之内存优化--内存优化分析工具

3.Android性能优化篇之UI渲染性能优化

4.Android性能优化篇之计算性能优化

5.Android性能优化篇之电量优化(1)——电量消耗分析

6.Android性能优化篇之电量优化(2)

7.Android性能优化篇之网络优化

8.Android性能优化篇之Bitmap优化

9.Android性能优化篇之图片压缩优化

10.Android性能优化篇之多线程并发优化

11.Android性能优化篇之数据传输效率优化

12.Android性能优化篇之程序启动时间性能优化

13.Android性能优化篇之安装包性能优化

14.Android性能优化篇之服务优化

介绍

今天主要是讲内存泄漏的产生原因分析，常见的导致内存泄漏的示例，以及内存泄漏优化的方法。中间穿插着有关java虚拟机内存管理，内存分配策略，垃圾收集器的相关知识点。下面就来列出今天讲解的大体流程。

讲解流程：

1.什么是内存泄漏？
2.android中导致内存泄漏的主要几个点
3.java虚拟机内存管理
4.java内存几种分配策略？
5.垃圾收集器是如何判断对象是否可回收？
6.什么是内存抖动？
7.内存抖动产生的原因？
8.android中4种引用
9.常见的导致内存泄漏的示例

下面我们就以上面几个知识点来进行逐一的分析：

1.什么是内存泄漏？

当一个对象已经不需要在使用了，本应该被回收，而另一个正在使用的对象持有它的引用，导致对象不能被回收。因为不能被及时回收的本该被回收的内存，就产生了内存泄漏。如果内存泄漏太多会导致程序没有办法申请内存，最后出现内存溢出的错误。

2.android中导致内存泄漏的主要几个点

android开发中经常出现的点，我有只有了解了，才能更好的避免。

• 使用单例模式
• 使用匿名内部类
• 使用异步事件处理机制Handler
• 使用静态变量
• 资源未关闭
• 设置监听
• 使用AsyncTask
• 使用Bitmap

上面就是我列出的几个常出现内存泄漏的几个点，下面我们将一一解读。

3.java虚拟机内存管理

img_1_1.png

java虚拟机内存分为虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器，堆，方法区这几个模块，下面我们就来分析下各个模块。

(1).虚拟机栈

• 虚拟机栈主要的作用就是为执行java方法服务的，是Java方法执行的动态内存模型。

* 会导致栈内存溢出(StackOverFlowError)

(2).本地方法栈

• 为执行native方法服务的，其他和虚拟机栈一样

(3).程序计数器

• 是当前线程执行的字节码行号指示器
• 处于线程独占区
• 如果是执行的是java代码,当前值为字节码指令的地址，如果是Native，值为undefined

(4).堆

• 存放对象的实例
• 垃圾收集器管理的主要区域
• 分代管理对象
• 会导致内存溢出(OutOfMemoryError)

(5).方法区

• 存放虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，编译后的代码和数据
• GC主要对方法区进行常量回收和类卸载
• 会出现内存溢出(OutOfMemoryError)

4.java内存几种分配策略？

可以结合上面的内存分配模型，能很好的理解。

(1).静态的

• 静态存储区：内存在程序编译期间就已经分配完成，一般来说，这个区域在程序运行期间一直处在
• 它主要储存静态数据，全局静态数据和常量

(2).栈式的

• 执行方法时，存储局部变量(编译期间，已经确定占用内存大小)，操作数，动态链接，方法出口

(3).堆式的

• 也叫动态内存分配，主要存储对象实例，以及已经被加载类的Class对象(用于反射)

5.垃圾收集器是如何判断对象是否可回收？

我们知道内存泄漏的原因是应该被回收的对象，不能被及时回收，那么GC是如何来判断对象是否为垃圾对象呢？

判断的方式有两个：

* 引用计数

对象被引用，引用计数器加1，反之减一，只有引用计数为0,那么这个对象为垃圾对象

* 可达性

从GCRoot节点对象开始，看是否可以访问到此对象，如果没有访问到则为垃圾对象

可以作为GCRoot对象有以下几种：

• 虚拟机栈中的局部变量
• 本地方法栈中的引用对象
• 方法区中的常量引用对象
• 方法区中的类属性引用对象

在native层和早期的虚拟机一般使用引用计数，但是现在的java虚拟机大多使用的是可达性。

6.什么是内存抖动？

堆内存都有一定的大小，能容纳的数据是有限制的，当Java堆的大小太大时，垃圾收集会启动停止堆中不再应用的对象，来释放内存。当在极短时间内分配给对象和回收对象的过程就是内存抖动。

7.内存抖动产生的原因？

从术语上来讲就是极短时间内分配给对象和回收对象的过程。
一般多是在循环语句中创建临时对象，在绘制时配置大量对象或者执行动画时创建大量临时对象
内存抖动会带来UI的卡顿，因为大量的对象创建，会很快消耗剩余内存，导致GC回收，GC会占用大量的帧绘制时间，从而导致UI卡顿，关于UI卡顿会在后面章节讲到。

8.android中4种引用

(1).StrongReference强引用

从不被回收，java虚拟机停止时，才终止

(2).SoftReference软引用

当内存不足时，会主动回收，使用SoftReference使用结合ReferenceQueue构造有效期短

(3).WeakReference弱引用

每次垃圾回收时，被回收

(4).PhatomReference虚引用

每次垃圾回收时，被回收.结合ReferenceQueue来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动

9.常见的导致内存泄漏的示例

(1).使用单例模式

    private static ComonUtil mInstance = null;
    private Context mContext = null;

    public ComonUtil(Context context) {
        mContext = context;
    }

    public static ComonUtil getInstance(Context context) {
        if (mInstance == null) {
            mInstance = new ComonUtil(context);
        }
        return mInstance;
    }

使用：

  ComonUtil mComonUtil = ComonUtil.getInstance(this);

我们看到上面的代码就是我们平时使用的单例模式，当然这里没有考虑线程安全，请忽略。当我们传递进来的是Context，那么当前对象就会持有第一次实例化的Context，如果Context是Activity对象，那么就会产生内存泄漏。因为当前对象ComonUtil是静态的，生命周期和应用是一样的，只有应用退出才会释放，导致Activity不能及时释放，带来内存泄漏。

怎么解决呢？

常见的有两种方式，第一就是传入ApplicationContext，第二CommonUtil中取context.getApplicationContext()。

    public ComonUtil(Context context) {
        mContext = context.getApplicationContext();
    }

(2).使用非静态内部类

    /**
     * 非静态内部类
     */
    public void createNonStaticInnerClass(){
        CustomThread mCustomThread = new CustomThread();
        mCustomThread.start();
    }

    public class CustomThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            while (true){
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                    Log.i(TAG,"CustomThread ------- 打印");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

我们就以线程为例，当Activity调用了createNonStaticInnerClass方法，然后退出当前Activity时，因为线程还在后台执行且当前线程持有Activity引用，只有等到线程执行完毕，Activitiy才能得到释放，导致内存泄漏。
常用的解决方法有很多，第一把线程类声明为静态的类，如果要用到Activity对象，那么就作为参数传入且为WeakReference,第二在Activity的onDestroy时，停止线程的执行。

    public static class CustomThread extends Thread{
        private WeakReference mActivity;
        public CustomThread(MainActivity activity){
            mActivity = new WeakReference(activity)
        }
    }

(3).使用异步事件处理机制Handler

    /**
     * 异步消息处理机制  -- handler机制
     */
    public void createHandler(){
        mHandler.sendEmptyMessage(0);
    }
    public Handler mHandler = new Handler(new Handler.Callback() {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            //处理耗时操作   
            return false;
        }
    });

这个应该是我们平时使用最多的一种方式，如果当handler中处理的是耗时操作，或者当前消息队列中消息很多时，那当Activity退出时，当前message中持有handler的引用，handler又持有Activity的引用，导致Activity不能及时的释放，引起内存泄漏的问题。
解决handler引起的内存泄漏问题常用的两种方式：
1.和上面解决Thread的方式一样，
2.在onDestroy中调用mHandler.removeCallbacksAndMessages(null)

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
    }

(4).使用静态变量

同单例引起的内存泄漏。

(5).资源未关闭

常见的就是数据库游标没有关闭，对象文件流没有关闭，主要记得关闭就OK了。

(6).设置监听

常见的是在观察者模式中出现，我们在退出Acviity时没有取消监听，导致被观察者还持有当前Activity的引用，从而引起内存泄漏。
常见的解决方法就是在onPause中注消监听

(7).使用AsyncTask

    public AsyncTask mTask = new AsyncTask() {

        @Override
        protected Object doInBackground(Object... params) {
            //耗时操作
            return null;
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Object o) {
        
        }   
    };

和上面同样的道理，匿名内部类持有外部类的引用，AsyncTask耗时操作导致Activity不能及时释放，引起内存泄漏。
解决方法同上:
1.声明为静态类，
2.在onPause中取消任务

(8).使用Bitmap

我们知道当bitmap对象没有被使用(引用)，gc会回收bitmap的占用内存，当时这边的内存指的是java层的，那么本地内存的释放呢？我们可以通过调用bitmap.recycle()来释放C层上的内存，防止本地内存泄漏

上面就是这章要将的所有内容，常见的内存泄漏的例子也看了，但是我们怎么知道是否内存泄漏了呢，或者说怎么去发现我们的项目中有内存泄漏呢？下一章就来结合上面的例子通过内存分析工具来具体的分析。