小题大做 | Handler内存泄露全面分析

前言

嗨，大家好，问大家一个“简单”的问题：

Handler内存泄露的原因是什么？

你会怎么答呢？

这是错误的回答

有的朋友看到这个题表示，就这？太简单了吧。

"内部类持有了外部类的引用，也就是Hanlder持有了Activity的引用，从而导致无法被回收呗。"

其实这样回答是错误的，或者说没回答到点子上。

内存泄漏

Java虚拟机中使用可达性分析的算法来决定对象是否可以被回收。即通过GCRoot对象为起始点，向下搜索走过的路径（引用链），如果发现某个对象或者对象组为不可达状态，则将其进行回收。

而内存泄漏指的就是有些对象（短周期对象）没有用了，但是却被其他有用的类（长周期对象）所引用，从而导致无用对象占据了内存空间，形成内存泄漏。

所以上面的问题，如果仅仅回答内部类持有了外部类的引用，没有指出内部类被谁所引用，那么按道理来说是不会发生内存泄漏的，因为内部类和外部类都是无用对象了，是可以被正常回收的。

所以这一题的关键在于，内部类被谁引用了？也就是Handler被谁引用了？

一起通过实践研究下吧～

Handler发生内存泄漏的情况

1、发送延迟消息

第一种情况，是通过handler发送延迟消息：

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_handler)

        btn.setOnClickListener {
            //跳转到HandlerActivity
            startActivity(Intent(this, HandlerActivity::class.java))
        }
    }
}

class HandlerActivity : AppCompatActivity() {

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_handler2)

        //发送延迟消息
        mHandler.sendEmptyMessageDelayed(0, 20000)

        btn2.setOnClickListener {
            finish()
        }
    }

    val mHandler = object : Handler() {
        override fun handleMessage(msg: Message?) {
            super.handleMessage(msg)
            btn2.setText("2222")
        }
    }
}

我们在HandlerActivity中，发送一个延迟20s的消息。然后打开HandlerActivity后，马上finish。看看会不会内存泄漏。

查看内存泄漏并分析

现在查看内存泄漏还是蛮方便的了，AndroidStudio自带对堆转储（Heap Dump）文件进行分析，并且会把内存泄漏点明确标出来。

我们运行项目，点击Profiler——Memory，就能看到以下图片了，一个正在运行的内存情况实时图：

捕获堆转储

可以看到图片中有两个按钮我标出来了：

捕获堆转储文件按钮，也就是生成hprof文件，这个文件会展示Java堆的使用情况，点击这个按钮后，AndroidStudio会帮我们生成这个堆转储文件并且进行分析。
GC按钮，一般我们在我们捕获堆转储文件之前，点一下GC，就能把一些弱引用给回收，防止给我们分析带来干扰。

所以我们打开HandlerActivity后，马上finish，然后点击GC按钮，再点击捕获堆转储文件按钮。AndroidStudio会自动跳转到以下界面：

分析堆转储

可以看到左上角有一个Leaks，这就是你内存泄漏的点，点击就能看到内存泄漏的类了。右下角就是内存泄漏类的引用路径。

从这张图可以看到，我们的HandlerActivity发生了内存泄漏，从引用路径来看，是被匿名内部类的实例mHandler持有引用了，而Handler的引用是被Message持有了，Message引用是被MessageQueue持有了...

结合我们所学的Handler知识和这次引用路径分析，这次内存泄漏完整的引用链应该是：

主线程 —> threadlocal —> Looper —> MessageQueue —> Message —> Handler —> Activity

所以这次引用的头头就是主线程，主线程肯定是不会被回收的，只要是运行中的线程都不会被JVM回收，跟静态变量一样被JVM特殊照顾。

这次内存泄漏的原因算是搞清楚了，当然Handler内存泄漏的情况不光这一种，看看第二种情况：

2、子线程运行没结束

第二个实例，是我们常用到的，在子线程中工作，比如请求网络，然后请求成功后通过Handler进行UI更新。

class HandlerActivity : AppCompatActivity() {

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_handler2)

        //运行中的子线程
        thread {
            Thread.sleep(20000)
            mHandler.sendEmptyMessage(0)
        }

        btn2.setOnClickListener {
            finish()
        }
    }

    val mHandler = object : Handler() {
        override fun handleMessage(msg: Message?) {
            super.handleMessage(msg)
            btn2.setText("2222")
        }
    }
}

同样运行后看看内存泄漏情况：

子线程内存泄漏

可以发现，这里的内存泄漏主要的原因是因为这个运行中的子线程，由于子线程这个匿名内部类持有了外部类的引用，而子线程本身是一直在运行的，刚才说过运行中的线程是不会被回收的，所以这里内存泄漏的引用链应该是：

运行中的子线程 —> Activity

当然，这里的Handler也是持有了Activity的引用的，但主要引起内存泄漏的原因还是在于子线程本身，就算子线程中不用Handler，而是调用Activity的其他变量或者方法还是会发生内存泄漏。

所以这种情况我觉得不能看作Handler引起内存泄漏的情况，其根本原因是因为子线程引起的，如果解决了子线程的内存泄漏，比如在Activity销毁的时候停止子线程，那么Activity就能正常被回收，那么也不存在Handler的问题了。

延伸问题1:内部类为什么会持有外部类的引用

这是因为内部类虽然和外部类写在同一个文件中，但是编译后还是会生成不同的class文件，其中内部类的构造函数中会传入外部类的实例，然后就可以通过this$0访问外部类的成员。

其实也挺好理解的吧，因为在内部类中可以调用外部类的方法，变量等等，所以肯定会持有外部类的引用的。

贴一段内部类在编译后用JD-GUI查看的class代码，也许你能更好的理解：


//原代码
class InnerClassOutClass{

    class InnerUser {
       private int age = 20;
    }
}

//class代码
class InnerClassOutClass$InnerUser {
    private int age;
    InnerClassOutClass$InnerUser(InnerClassOutClass var1) {
        this.this$0 = var1;
        this.age = 20;
     }
}

延伸问题2:kotlin中的内部类与Java有什么不一样吗

其实可以看到，在上述的代码中，我都加了一句

btn2.setText("2222")

这是因为在kotlin中的匿名内部类分为两种情况：

在Kotlin中，匿名内部类如果没有使用到外部类的对象引用时候，是不会持有外部类的对象引用的，此时的匿名内部类其实就是个静态匿名内部类，也就不会发生内存泄漏。
在Kotlin中，匿名内部类如果使用了对外部类的引用，像我刚才使用了btn2，这时候就会持有外部类的引用了，就会需要考虑内存泄漏的问题。

所以我特意加了这一句，让匿名内部类持有外部类的引用，复现内存泄漏问题。

同样kotlin中对于内部类也是和Java有区别的：

Kotlin中所有的内部类都是默认静态的，也就都是静态内部类。
如果需要调用外部的对象方法，就需要用inner修饰，改成和Java一样的内部类，并且会持有外部类的引用，需要考虑内存泄漏问题。

解决内存泄漏

说了这么多，那么该怎么解决内存泄漏问题呢？其实所有内存泄漏的解决办法都大同小异，主要有以下几种：

不要让长生命周期对象持有短生命周期对象的引用，而是用长生命周期对象持有长生命周期对象的引用。

比如单例模式不要传入Activity上下文。

将对象的强引用改成弱引用

强引用就是对象被强引用后，无论如何都不会被回收。
弱引用就是在垃圾回收时，如果这个对象只被弱引用关联（没有任何强引用关联他），那么这个对象就会被回收。
软引用就是在系统将发生内存溢出的时候，回进行回收。
虚引用是对象完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来获取对象实例，用的比较少。

所以我们将对象改成弱引用，就能保证在垃圾回收时被正常回收，比如Handler中传入Activity的弱引用实例：

    MyHandler(WeakReference(this)).sendEmptyMessageDelayed(0, 20000)

    //kotlin中内部类默认为静态内部类
    class MyHandler(var mActivity: WeakReference):Handler(){
        override fun handleMessage(msg: Message?) {
            super.handleMessage(msg)
            mActivity.get()?.changeBtn()
        }
    }

内部类写成静态类或者外部类

跟上面Hanlder情况一样，有时候内部类被不正当使用，容易发生内存泄漏，解决办法就是写成外部类或者静态内部类。

在短周期结束的时候将可能发生内存泄漏的地方移除

比如Handler延迟消息，资源没关闭，集合没清理等等引起的内存泄漏，只要在Activity关闭的时候进行消除即可：

@Override
protected void onDestroy() {
　　//移除handler所有消息
　　if(mHanlder != null){
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null)
　　}
　　super.onDestroy();
}

总结

Handler内存泄露的原因是什么？

Handler导致内存泄漏一般发生在发送延迟消息的时候，当Activity关闭之后，延迟消息还没发出，那么主线程中的MessageQueue就会持有这个消息的引用，而这个消息是持有Handler的引用，而handler作为匿名内部类持有了Activity的引用，所以就有了以下的一条引用链。

主线程 —> threadlocal —> Looper —> MessageQueue —> Message —> Handler —> Activity

其根本原因是因为这条引用链的头头，也就是主线程，是不会被回收的，所以导致Activity无法被回收，出现内存泄漏，其中Handler只能算是导火索。

而我们平时用到的子线程通过Handler更新UI，其原因是因为运行中的子线程不会被回收，而子线程持有了Actiivty的引用（不然也无法调用Activity的Handler），所以就导致内存泄漏了，但是这个情况的主要原因还是在于子线程本身。

所以综合两种情况，在发生内存泄漏的情况中，Handler都不能算是罪魁祸首，罪魁祸首（根本原因）都是他们的头头——线程。

参考

Handler 内存泄露
引用介绍
Kotlin 内存泄漏

拜拜

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