Android开发笔记（七十五）内存泄漏的处理

内存泄漏的原因

一直以来以为只有C/C++才存在内存泄漏的问题，没想到拥有内存回收机制的Java也可能出现内存泄漏。C/C++存在指针的概念，程序中需要使用指针变量时，就从内存中开辟一块区域，并把该区域的首地址赋值给一个指针，这样程序才可操作该指针指向的内存区域。因为C/C++设计上的原因，手工分配的内存，也要手工来释放，如malloc/free是C中分配/释放内存的运算符，而new/delete则是C++中新增的分配/释放内存的运算符。
Java设计之初就是能够自动回收内存，可是有些时候因为某些因素，内存回收机制并不会都奏效。情况之一是调用了非java接口，比如调用了jni接口，jni中C/C++的内存就要手工回收；情况之二是调用了外部服务，使用完毕就得手工通知外部服务去回收；情况之三是异步处理，实时的内存回收显然顾不上异步处理的任务。

内存泄漏的场景

在Android开发中，内存泄漏可能发生在如下几个场景：
1、查询操作后，没有关闭游标Cursor；
2、刷新适配器Adapter时，没有重用convertView对象；
3、Bitmap对象使用完毕，没有调用recycle方法回收内存； 
4、给系统服务注册了监听器，却没有及时注销；
5、Activity引用了耗时对象，造成页面关闭时无法释放被引用的对象；

内存泄漏的发现

检查app是否发生内存泄漏，有三个办法：
1、在代码中定期检查当前进程占用的内存大小。
2、使用ADT自带DDMS插件的heap工具，去发现是否有内存溢出。
如果在Heap的Tab中发现提示“DDMS Heap updates are NOT ENABLED for this client”，则在菜单“Preferences”——“Android”——“DDMS”中打开“Thread updates enabled by default”。如果还不行，则在DDMS的devices窗口中，选择调试的进程，点击上方的堆栈图标（Update Heap）。
3、通过内存分析工具MAT（Memory Analyzer Tool，一个Eclipse插件），找到内存泄露的对象。devices窗口上方堆栈图标右侧有个向下箭头的图标（DUMP HPROF file），这是heap工具生成的app内存统计文件，MAT读取该文件后会给出方便阅读的信息，配合它的查找、对比功能，就可以定位内存泄漏的原因。
注意MAT依赖于插件BIRT Chart Engine，得先安装这个BCE插件，然后才能安装MAT插件。

内存泄漏的预防

关闭游标

游标Cursor不光用于SQLite数据库，也可用于ContentProvider的ContentResolver对象，以及DownloadManager查询下载任务，相关介绍参见《 Android开发笔记（三十一）SQLite游标及其数据结构》。
预防游标产生的内存泄漏，可在每次查询操作完成后，都调用Cursor的close方法来关闭游标。

重用适配

APP往ListView或GridView中填充数据，都是通过适配器BaseAdapter的getView方法展示列表元素。列表元素较多的时候，Android只加载屏幕上可见的元素，其他元素只有在滑动屏幕使其位于可视区域内，才会即时加载并显示。当列表元素多次处于“展示->隐藏->展示->隐藏……”时，就有必要重用每个元素的视图，如果不重用，那么每次展示可视元素都得重新分配视图对象（从系统服务LAYOUT_INFLATER_SERVICE获取），这便产生了内存浪费。
不过即使不重用适配，也仅仅造成当前页面的内存浪费；一旦用户离开该页面，原列表页面的内存就统统回收。所以严格来说，这种情况不是真正意义上的内存泄漏，只是内存管理不善造成的内存浪费。适配器的相关介绍参见《 Android开发笔记（三十八）列表类视图》。


重用适配可先判断convertView，如果该对象为空，则分配视图对象，并调用setTag方法保存视图持有者；如果该对象非空，则调用getTag方法获取视图持有者。下面是重用的代码示例：

		ViewHolder holder = null;
		if (convertView == null) {
			holder = new ViewHolder();
			convertView = mInflater.inflate(R.layout.list_title, null);
			holder.tv_seq = (TextView) convertView.findViewById(R.id.tv_seq);
			holder.iv_title = (ImageView) convertView.findViewById(R.id.iv_title);
			convertView.setTag(holder);
		} else {
			holder = (ViewHolder) convertView.getTag();
		}

回收图像

Android虽然定义了Bitmap类，但是读取图像数据并非java代码完成。查看sdk源码，在BitmapFactory类中一路跟踪到nativeDecodeStream函数，其实是个native方法，也就是说该方法来自jni接口。既然Bitmap的数据实际来自于C/C++代码，那么确实就得手工释放C/C++的内存资源了。查看Bitmap类的源码，回收方法recycle用到的nativeRecycle函数，其实也是个native方法，同样来自于jni接口。jni的介绍参见《 Android开发笔记（六十九）JNI实战》。


实测发现，即使recycle也存在内存泄漏，只是没recycle的话泄露有十倍。比如recycle之后，内存仍泄漏40K；但是如果没有recycle，那么内存泄漏有400K。另外，与图像有关的类实例，最好用完也要释放资源。例如Camera对象用完需release并置空，Canvas对象用完也要置空。

注销监听

Android中有许多监听器，不过注册到系统服务中的监听器并不多，TelephonyManager可算是其中一个（其对象来自于系统服务TELEPHONY_SERVICE）。TelephonyManager的listen方法，便是用来向系统的电话服务注册各种手机事件。手机相关事件的说明参见《 Android开发笔记（四十六）手机相关事件》，这里就不罗唆了。
预防监听器的内存泄漏，在Activity页面退出时，要及时注销TelephonyManager的监听器，具体做法是给TelephonyManager对象注册一个LISTEN_NONE的空监听器。代码示例如下：

	@Override
	protected void onStop() {
		if (mType == 1) {
			if (mCellInfoListener != null) {
				mTelMgr.listen(mCellInfoListener, PhoneStateListener.LISTEN_NONE);
				mCellInfoListener = null;
			}
			if (mSignalStrengthListener != null) {
				mTelMgr.listen(mSignalStrengthListener, PhoneStateListener.LISTEN_NONE);
				mSignalStrengthListener = null;
			}
			if (mCellLocationListener != null) {
				mTelMgr.listen(mCellLocationListener, PhoneStateListener.LISTEN_NONE);
				mCellLocationListener = null;
			}
		}
		super.onStop();
	}

释放引用

开发中编写Handler类时，ADT时常提示加上“@SuppressLint("HandlerLeak")”的标记，意味着这里可能发生内存泄漏。因为Handler类总是处理异步任务，每当它postDelayed一个任务时，依据postDelayed的间隔都得等待一段时间，倘若页面在这期间退出，就导致异步任务Runnable持有的引用无法回收，Runnable通常持有Activity的引用，造成Activity都无法回收了。


上面描述可能不好理解，确实也不容易解释清楚，那还是直接跳过繁琐的概念，讲讲如何解决HandlerLeak的问题。下面是预防此类内存泄漏的三个方法：
1、如果异步任务是由Handler对象的postDelayed方法发起，那么可用对应的removeCallbacks方法回收之，把消息对象从消息队列移除就行了。
但若线程是由start方法启动，则不适合使用该方法，但我们可尽量避免start方式启动。
2、按Android官方的推荐做法，可把Handler类改为静态类(static)，同时Handler内部使用WeakReference关键字来持有目标的引用。
之所以使用静态类，是因为静态类不持有目标的引用，不会影响自动回收机制。但是不持有目标的引用，Handler内部也就无法操作Activity上面的控件（因为不持有Activity的引用）。为解决该问题，在构造Handler类时就得初始化目标的弱引用，弱引用不同于前面的引用（强引用），弱引用相当于一个指针，指针指向的地址随时可以回收，这又带来一个新问题，就是弱引用指向的对象可能是空的。幸好这个问题好解决，Handler内部使用目标前先判断以下弱引用是否为空就行了。
3、把Handler对象作为APP的全局变量，比如把Handler对象放入Application的声明中，这样只要app在运行，Handler对象一直都存在。
既然避免了为Handler分配内存，也就间接避免了内存泄漏。Application的介绍参见《 Android开发笔记（二十八）利用Application实现内存读写》。


下面是释放引用的代码示例：

import java.lang.ref.WeakReference;

import com.example.exmleak.util.ProcessUtil;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.widget.TextView;

public class HandlerActivity extends Activity {

	private final static String TAG = "HandlerActivity";
	private TextView tv_memory;
	private int mType;

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

		tv_memory = (TextView) findViewById(R.id.tv_memory);
		Bundle bundle = getIntent().getExtras();
		mType = bundle.getInt("type");

	}
	
	@Override
	protected void onStart() {
		if (mType == 0) {  //引用未释放
			mHandler.postDelayed(mRefresh, 10000);
		} else if (mType == 1) {  //引用有释放
			mHandler.postDelayed(mRefresh, 10000);
		} else if (mType == 2) {  //静态弱引用
			mMyHandler.postDelayed(mRunnableRefresh, 10000);
		} else if (mType == 3) {  //线程弱引用
			mMyHandler.postDelayed(mThreadRefresh, 10000);
		}
		super.onStart();
	}
	
	@Override
	protected void onStop() {
		if (mType == 1) {
			mHandler.removeCallbacks(mRefresh);
		}
		super.onStop();
	}

	private Handler mHandler = new Handler();
	private Runnable mRefresh = new Runnable() {
		@Override
		public void run() {
			String desc = ProcessUtil.getRunningAppProcessInfo(HandlerActivity.this);
			tv_memory.setText(desc);
			mHandler.postDelayed(this, 3000);
		}
	};

	private Handler mMyHandler = new MyHandler(this);
	private static class MyHandler extends Handler {
		public static WeakReference<HandlerActivity> mActivity;

		public MyHandler(HandlerActivity activity) {
			mActivity = new WeakReference<HandlerActivity>(activity);
		}

		@Override
		public void handleMessage(Message msg) {
			HandlerActivity act = mActivity.get();
			if (act != null) {
				String desc = ProcessUtil.getRunningAppProcessInfo(act);
				act.tv_memory.setText(desc);
			}
		}
	}

	private static Runnable mRunnableRefresh = new Runnable() {
		@Override
		public void run() {
			HandlerActivity act = MyHandler.mActivity.get();
			if (act != null) {
				act.mMyHandler.sendEmptyMessage(0);
			}
		}
	};

	private static Thread mThreadRefresh = new Thread() {
		@Override
		public void run() {
			HandlerActivity act = MyHandler.mActivity.get();
			if (act != null) {
				act.mMyHandler.sendEmptyMessage(0);
			}
		}
	};

}

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