LeakCanary（二）内存泄露监测原理研究

LeakCanary 内存泄露监测原理研究

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"Read the fucking source code" -- linus一句名言体现出了阅读源码的重要性，学习别人得代码是提升自己的重要途径。最近用到了LeakCanary，顺便看一下其代码，学习一下。
LeakCanary是安卓中用来检测内存泄露的小工具，它能帮助我们提早发现代码中隐藏的bug, 降低应用中内存泄露以及OOM产生的概率。

总体流程

在LeakCanary中，检测主要分为三步：1.检测一个对象是否是可疑的泄漏对象；2.如果第一步发现可疑对象，dump内存快照，通过分析.hprof文件，确定怀疑的对象是否真的泄漏。3.将分析的结果展示

废话不多说，关于LeakCanary的使用方法，其实很简单，如果我们只想检测Activity的内存泄露，而且只想使用其默认的报告方式，我们只需要在Application中加一行代码，

LeakCanary.install(this);

那我们今天阅读源码的切入点，就从这个静态方法开始。

 /**
   * Creates a {@link RefWatcher} that works out of the box, and starts watching activity
   * references (on ICS+).
   */
  public static RefWatcher install(Application application) {
    return install(application, DisplayLeakService.class,
        AndroidExcludedRefs.createAppDefaults().build());
  }

这个函数内部直接调用了另外一个重载的函数

/**
   * Creates a {@link RefWatcher} that reports results to the provided service, and starts watching
   * activity references (on ICS+).
   */
  public static RefWatcher install(Application application,
      Classextends AbstractAnalysisResultService> listenerServiceClass,
      ExcludedRefs excludedRefs) {
    //判断是否在Analyzer进程里
    if (isInAnalyzerProcess(application)) {
      return RefWatcher.DISABLED;
    }
    enableDisplayLeakActivity(application);
    HeapDump.Listener heapDumpListener =
        new ServiceHeapDumpListener(application, listenerServiceClass);
    RefWatcher refWatcher = androidWatcher(application, heapDumpListener, excludedRefs);
    ActivityRefWatcher.installOnIcsPlus(application, refWatcher);
    return refWatcher;
  }

因为leakcanay会开启一个远程service用来分析每次产生的内存泄露，而安卓的应用每次开启进程都会调用Applicaiton的onCreate方法，因此我们有必要预先判断此次Application启动是不是在analyze service启动时，

public static boolean isInServiceProcess(Context context, Classextends Service> serviceClass) {
    PackageManager packageManager = context.getPackageManager();
    PackageInfo packageInfo;
    try {
      packageInfo = packageManager.getPackageInfo(context.getPackageName(), GET_SERVICES);
    } catch (Exception e) {
      Log.e("AndroidUtils", "Could not get package info for " + context.getPackageName(), e);
      return false;
    }
    String mainProcess = packageInfo.applicationInfo.processName;

    ComponentName component = new ComponentName(context, serviceClass);
    ServiceInfo serviceInfo;
    try {
      serviceInfo = packageManager.getServiceInfo(component, 0);
    } catch (PackageManager.NameNotFoundException ignored) {
      // Service is disabled.
      return false;
    }

    if (serviceInfo.processName.equals(mainProcess)) {
      Log.e("AndroidUtils",
          "Did not expect service " + serviceClass + " to run in main process " + mainProcess);
      // Technically we are in the service process, but we're not in the service dedicated process.
      return false;
    }

    //查找当前进程名
    int myPid = android.os.Process.myPid();
    ActivityManager activityManager =
        (ActivityManager) context.getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
    ActivityManager.RunningAppProcessInfo myProcess = null;
    for (ActivityManager.RunningAppProcessInfo process : activityManager.getRunningAppProcesses()) {
      if (process.pid == myPid) {
        myProcess = process;
        break;
      }
    }
    if (myProcess == null) {
      Log.e("AndroidUtils", "Could not find running process for " + myPid);
      return false;
    }

    return myProcess.processName.equals(serviceInfo.processName);
  }

判断Application是否是在service进程里面启动，最直接的方法就是判断当前进程名和service所属的进程是否相同。当前进程名的获取方式是使用ActivityManager的getRunningAppProcessInfo方法，找到进程pid与当前进程pid相同的进程，然后从中拿到processName. service所属进程名。获取service应处进程的方法是用PackageManager的getPackageInfo方法。

RefWatcher

ReftWatcher是leakcancay检测内存泄露的发起点。使用方法为，在对象生命周期即将结束的时候，调用

RefWatcher.watch(Object object)

为了达到检测内存泄露的目的，RefWatcher需要

  private final Executor watchExecutor;
  private final DebuggerControl debuggerControl;
  private final GcTrigger gcTrigger;
  private final HeapDumper heapDumper;
  private final Set<String> retainedKeys;
  private final ReferenceQueue<Object> queue;
  private final HeapDump.Listener heapdumpListener;
  private final ExcludedRefs excludedRefs;

• watchExecutor: 执行内存泄露检测的executor
• debuggerControl ：用于查询是否正在调试中，调试中不会执行内存泄露检测
• queue ： 用于判断弱引用所持有的对象是否已被GC。
• gcTrigger： 用于在判断内存泄露之前，再给一次GC的机会
• headDumper: 用于在产生内存泄露室执行dump 内存heap
• heapdumpListener: 用于分析前面产生的dump文件，找到内存泄露的原因
• excludedRefs: 用于排除某些系统bug导致的内存泄露
• retainedKeys： 持有那些呆检测以及产生内存泄露的引用的key。

接下来，我们来看看watch函数背后是如何利用这些工具，生成内存泄露分析报告的。

public void watch(Object watchedReference, String referenceName) {
    checkNotNull(watchedReference, "watchedReference");
    checkNotNull(referenceName, "referenceName");
    //如果处于debug模式，则直接返回
    if (debuggerControl.isDebuggerAttached()) {
      return;
    }
    //记住开始观测的时间
    final long watchStartNanoTime = System.nanoTime();
    //生成一个随机的key，并加入set中
    String key = UUID.randomUUID().toString();
    retainedKeys.add(key);
    //生成一个KeyedWeakReference
    final KeyedWeakReference reference =
        new KeyedWeakReference(watchedReference, key, referenceName, queue);
    //调用watchExecutor，执行内存泄露的检测
    watchExecutor.execute(new Runnable() {
      @Override public void run() {
        ensureGone(reference, watchStartNanoTime);
      }
    });
  }

所以最后的核心函数是在ensureGone这个runnable里面。要理解其工作原理，就得从keyedWeakReference说起

WeakReference与ReferenceQueue

从watch函数中，可以看到，每次检测对象内存是否泄露时，我们都会生成一个KeyedReferenceQueue，这个类其实就是一个WeakReference，只不过其额外附带了一个key和一个name

final class KeyedWeakReference extends WeakReference