Android常见内存泄漏及优化总结

前言

最近在整理回顾零碎知识点，今天整理下Android内存优化方案分享给大家。

在Android开发中，一些不好的编程习惯会导致我们的开发的app存在内存泄露的情况。下面简单介绍一些在Android开发中常见的内存泄露场景及优化方案。

1.单例导致内存泄露

单例模式在Android开发中会经常用到，但是如果使用不当就会导致内存泄露。因为单例的静态特性使得它的生命周期同应用的生命周期一样长，如果一个对象已经没有用处了，但是单例还持有它的引用，那么在整个应用程序的生命周期它都不能正常被回收，从而导致内存泄露。

public class Singleton {
    private static Singleton singleton = null;
    private Context mContext;

    public Singleton(Context mContext) {
        this.mContext = mContext;
    }

    public static Singleton getSingleton(Context context){
        if (null == singleton){
            singleton = new Singleton(context);
        }
        return singleton;
    }
}

像上面代码中这样的单例，如果我们在调用getInstance(Context context)方法的时候传入的context参数是Activity、Service等上下文，就会导致内存泄露。

当我们退出Activity时，该Activity就没有用了，但是因为singleton作为静态单例（在应用程序的整个生命周期中存在）会继续持有这个Activity的引用，导致这个Activity对象无法被回收释放，这就造成了内存泄露。

为了避免这样单例导致内存泄露，我们可以将context参数改为全局的上下文：

public Singleton(Context mContext) {
        this.mContext = mContext.getApplicationContext();
    }

全局的上下文Application Context就是应用程序的上下文，和单例的生命周期一样长，这样就避免了内存泄漏。单例模式对应应用程序的生命周期，所以我们在构造单例的时候尽量避免使用Activity的上下文，而是使用Application的上下文。

2.非静态内部类导致内存泄露

非静态内部类（包括匿名内部类）默认就会持有外部类的引用，当非静态内部类对象的生命周期比外部类对象的生命周期长时，就会导致内存泄露。

非静态内部类导致的内存泄露在Android开发中有一种典型的场景就是使用Handler，很多开发者在使用Handler是这样写的：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        start();
    }

    private void start() {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = 1;
        mHandler.sendMessage(msg);
    }

    private Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            if (msg.what == 1) {
                // 做相应逻辑
            }
        }
    };
}

当Activity退出后，msg可能仍然存在于消息对列MessageQueue中未处理或者正在处理，那么这样就会导致Activity无法被回收，以致发生Activity的内存泄露。

通常在Android开发中如果要使用内部类，但又要规避内存泄露，一般都会采用静态内部类+弱引用的方式。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private Handler mHandler;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mHandler = new MyHandler(this);
        start();
    }

    private void start() {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = 1;
        mHandler.sendMessage(msg);
    }

    private static class MyHandler extends Handler {

        private WeakReference activityWeakReference;

        public MyHandler(MainActivity activity) {
            activityWeakReference = new WeakReference<>(activity);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            MainActivity activity = activityWeakReference.get();
            if (activity != null) {
                if (msg.what == 1) {
                    // 做相应逻辑
                }
            }
        }
    }
}

mHandler通过弱引用的方式持有Activity，当GC执行垃圾回收时，遇到Activity就会回收并释放所占据的内存单元。这样就不会发生内存泄露了。

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

内部类造成内存泄露还有一种情况就是使用Thread或者AsyncTask。

比如在Activity中直接new一个子线程Thread：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 模拟相应耗时逻辑
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
    }
}

或者直接新建AsyncTask异步任务：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        new AsyncTask() {
            @Override
            protected Void doInBackground(Void... params) {
                // 模拟相应耗时逻辑
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return null;
            }
        }.execute();
    }
}

这种方式新建的子线程Thread和AsyncTask都是匿名内部类对象，默认就隐式的持有外部Activity的引用，导致Activity内存泄露。要避免内存泄露的话还是需要像上面Handler一样使用静态内部类+弱应用的方式（代码就不列了，参考上面Hanlder的正确写法）。

3.未取消注册或回调导致内存泄露

比如我们在Activity中注册广播，如果在Activity销毁后不取消注册，那么这个刚播会一直存在系统中，同上面所说的非静态内部类一样持有Activity引用，导致内存泄露。因此注册广播后在Activity销毁后一定要取消注册。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        this.registerReceiver(mReceiver, new IntentFilter());
    }

    private BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            // 接收到广播需要做的逻辑
        }
    };

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        this.unregisterReceiver(mReceiver);
    }
}

在注册观察则模式的时候，如果不及时取消也会造成内存泄露。比如使用Retrofit+RxJava注册网络请求的观察者回调，同样作为匿名内部类持有外部引用，所以需要记得在不用或者销毁的时候取消注册。

4.Timer和TimerTask导致内存泄露

Timer和TimerTask在Android中通常会被用来做一些计时或循环任务，比如实现无限轮播的ViewPager：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private ViewPager mViewPager;
    private PagerAdapter mAdapter;
    private Timer mTimer;
    private TimerTask mTimerTask;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        init();
        mTimer.schedule(mTimerTask, 3000, 3000);
    }

    private void init() {
        mViewPager = (ViewPager) findViewById(R.id.view_pager);
        mAdapter = new ViewPagerAdapter();
        mViewPager.setAdapter(mAdapter);

        mTimer = new Timer();
        mTimerTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                MainActivity.this.runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        loopViewpager();
                    }
                });
            }
        };
    }

    private void loopViewpager() {
        if (mAdapter.getCount() > 0) {
            int curPos = mViewPager.getCurrentItem();
            curPos = (++curPos) % mAdapter.getCount();
            mViewPager.setCurrentItem(curPos);
        }
    }

    private void stopLoopViewPager() {
        if (mTimer != null) {
            mTimer.cancel();
            mTimer.purge();
            mTimer = null;
        }
        if (mTimerTask != null) {
            mTimerTask.cancel();
            mTimerTask = null;
        }
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        stopLoopViewPager();
    }
}

当我们Activity销毁的时，有可能Timer还在继续等待执行TimerTask，它持有Activity的引用不能被回收，因此当我们Activity销毁的时候要立即cancel掉Timer和TimerTask，以避免发生内存泄漏。

5.集合中的对象未清理造成内存泄露

这个比较好理解，如果一个对象放入到ArrayList、HashMap等集合中，这个集合就会持有该对象的引用。当我们不再需要这个对象时，也并没有将它从集合中移除，这样只要集合还在使用（而此对象已经无用了），这个对象就造成了内存泄露。并且如果集合被静态引用的话，集合里面那些没有用的对象更会造成内存泄露了。所以在使用集合时要及时将不用的对象从集合remove，或者clear集合，以避免内存泄漏。

6.资源未关闭或释放导致内存泄露

在使用IO、File流或者Sqlite、Cursor等资源时要及时关闭。这些资源在进行读写操作时通常都使用了缓冲，如果及时不关闭，这些缓冲对象就会一直被占用而得不到释放，以致发生内存泄露。因此我们在不需要使用它们的时候就及时关闭，以便缓冲能及时得到释放，从而避免内存泄露。

7.属性动画造成内存泄露

动画同样是一个耗时任务，比如在Activity中启动了属性动画（ObjectAnimator），但是在销毁的时候，没有调用cancle方法，虽然我们看不到动画了，但是这个动画依然会不断地播放下去，动画引用所在的控件，所在的控件引用Activity，这就造成Activity无法正常释放。因此同样要在Activity销毁的时候cancel掉属性动画，避免发生内存泄漏。

@Override
protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    mAnimator.cancel();
}

8.WebView造成内存泄露

关于WebView的内存泄露，因为WebView在加载网页后会长期占用内存而不能被释放，因此我们在Activity销毁后要调用它的destory()方法来销毁它以释放内存。

最终的解决方案是：在销毁WebView之前需要先将WebView从父容器中移除，然后在销毁WebView。

@Override
protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    // 先从父控件中移除WebView
    mWebViewContainer.removeView(mWebView);
    mWebView.stopLoading();
    mWebView.getSettings().setJavaScriptEnabled(false);
    mWebView.clearHistory();
    mWebView.removeAllViews();
    mWebView.destroy();
}

内存优化

1.检测内存泄漏的工具

1.LeakCanary

2.Android Studio profile

3.MAT

2.图片压缩

1. bitmap 压缩
大家都知道 bitmap 占用内存很大，用完之后要 recycle 一下。不知道大家有没有用过，图片加载出来内存就爆掉了（OOM）情况。首先一张图片从网络获下来，从 InputStream 转成 Bitmap，这个 bitmap 占了多少内存怎么计算？献上代码：
Bitmap.getAllocationByteCount();

其实就是 ByteCount = 长* 宽 * 4（假设这里每一个像素点是是RGB888） 那就是 4 个字节。也有一个像素点 RGB565 占 3 个字节,当然占更多字节的 RGB888 更加高清无码。起初版本 Glide 使用 RGB565，目前 Glide4.XX 的默认都是 RGB888，当然自己可以配置一下。

为了解决这个问题一般都是通过下面代码：

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  
options.inJustDecodeBounds = true;  
// 通过这个bitmap获取图片的宽和高 
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile("/sdcard/MTXX/3.jpg", options); 
float realWidth = options.outWidth;  
float realHeight = options.outHeight;
//计算出scale
options.inSampleSize = scale;  
options.inJustDecodeBounds = false;  
// 注意这次要把options.inJustDecodeBounds 设为 false,这次图片是要读取出来的。
bitmap = BitmapFactory.decodeFile("/sdcard/MTXX/3.jpg", options);  

先获取他的图片大小，根据自己需要的大小计算出缩放比例。（图片大小都是放在图片的头部，这时候不会去加载整张图片）进行缩放，得出符合自己的控件尺寸的大小。（当然还有些非法的图片头部是获取不出 长* 宽。这时候记得搞个默认的缩放率，防止 OOM）有时候为了优化内存，还不如压缩一张图片 所节约的内存来的更快。譬如 一张 1080 * 1920 图片再乘以 4 等于 7.9 M。我压缩到 一张缩略图 200*200 等于 156KB。瞬间节约了7M 空间。

总结

内存泄露在Android内存优化是一个比较重要的一个方面，很多时候程序中发生了内存泄露我们不一定就能注意到，所有在编码的过程要养成良好的习惯。总结下来只要做到以下这几点就能避免大多数情况的内存泄漏：

1.构造单例的时候尽量别用Activity的引用；
2.静态引用时注意应用对象的置空或者少用静态引用；
3.使用静态内部类+软引用代替非静态内部类；
4.及时取消广播或者观察者注册；
5.耗时任务、属性动画在Activity销毁时记得cancel；
6.文件流、Cursor等资源及时关闭；
7.Activity销毁时WebView的移除和销毁。