分析Android內存洩漏的幾種可能

前言

內存洩漏簡單地說就是申請了一塊內存空間，使用完畢後沒有釋放掉。它的一般表現方式是程序運行時間越長，占用內存越多，最終用盡全部內存，整個系統崩潰。由程序申請的一塊內存，且沒有任何一個指針指向它，那麼這塊內存就洩露了。

從用戶使用程序的角度來看，內存洩漏本身不會產生什麼危害，作為一般的用戶，根本感覺不到內存洩漏的存在。真正有危害的是內存洩漏的堆積，這會最終消耗盡系統所有的內存。從這個角度來說，一次性內存洩漏並沒有什麼危害，因為它不會堆積，而隱式內存洩漏危害性則非常大，因為較之於常發性和偶發性內存洩漏它更難被檢測到。

Java是垃圾回收語言的一種，其優點是開發者無需特意管理內存分配，降低了應用由於局部故障(segmentation fault)導致崩潰，同時防止未釋放的內存把堆棧(heap)擠爆的可能，所以寫出來的代碼更為安全。

不幸的是，在Java中仍存在很多容易導致內存洩漏的邏輯可能(logical leak)。如果不小心，你的Android應用很容易浪費掉未釋放的內存，最終導致內存用光的錯誤拋出(out-of-memory，OOM)

一般內存洩漏(traditional memory leak)的原因是：當該對象的所有引用都已經釋放了，對象仍未被釋放。（譯者注：Cursor忘記關閉等）

邏輯內存洩漏(logical memory leak)的原因是：當應用不再需要這個對象，當仍未釋放該對象的所有引用。

如果持有對象的強引用，垃圾回收器是無法在內存中回收這個對象。

在Android開發中，最容易引發的內存洩漏問題的是Context。比如Activity的Context，就包含大量的內存引用，例如View Hierarchies和其他資源。一旦洩漏了Context，也意味洩漏它指向的所有對象。Android機器內存有限，太多的內存洩漏容易導致OOM。

檢測邏輯內存洩漏需要主觀判斷，特別是對象的生命周期並不清晰。幸運的是，Activity有著明確的生命周期，很容易發現洩漏的原因。Activity.onDestroy()被視為Activity生命的結束，程序上來看，它應該被銷毀了，或者Android系統需要回收這些內存（譯者注：當內存不夠時，Android會回收看不見的Activity）。

如果這個方法執行完，在堆棧中仍存在持有該Activity的強引用，垃圾回收器就無法把它標記成已回收的內存，而我們本來目的就是要回收它！

結果就是Activity存活在它的生命周期之外。

Activity是重量級對象，應該讓Android系統來處理它。然而，邏輯內存洩漏總是在不經意間發生。（譯者注：曾經試過一個Activity導致20M內存洩漏）。在Android中，導致潛在內存洩漏的陷阱不外乎兩種：

全局進程(process-global)的static變量。這個無視應用的狀態，持有Activity的強引用的怪物。

活在Activity生命周期之外的線程。沒有清空對Activity的強引用。

檢查一下你有沒有遇到下列的情況。

Static Activities

在類中定義了靜態Activity變量，把當前運行的Activity實例賦值於這個靜態變量。

如果這個靜態變量在Activity生命周期結束後沒有清空，就導致內存洩漏。因為static變量是貫穿這個應用的生命周期的，所以被洩漏的Activity就會一直存在於應用的進程中，不會被垃圾回收器回收。

static Activity activity;
 
void setStaticActivity() {
   activity = this;
}
 
View saButton = findViewById(R.id.sa_button);
saButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   @Override public void onClick(View v) {
     setStaticActivity();
     nextActivity();
   }
});

Memory Leak 1 – Static Activity

Static Views

類似的情況會發生在單例模式中，如果Activity經常被用到，那麼在內存中保存一個實例是很實用的。正如之前所述，強制延長Activity的生命周期是相當危險而且不必要的，無論如何都不能這樣做。

特殊情況：如果一個View初始化耗費大量資源，而且在一個Activity生命周期內保持不變，那可以把它變成static，加載到視圖樹上(View Hierachy)，像這樣，當Activity被銷毀時，應當釋放資源。（譯者注：示例代碼中並沒有釋放內存，把這個static view置null即可，但是還是不建議用這個static view的方法）

static view;
 
void setStaticView() {
  view = findViewById(R.id.sv_button);
}
 
View svButton = findViewById(R.id.sv_button);
svButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   @Override public void onClick(View v) {
     setStaticView();
     nextActivity();
   }
});

Memory Leak 2 – Static View

Inner Classes

繼續，假設Activity中有個內部類，這樣做可以提高可讀性和封裝性。將如我們創建一個內部類，而且持有一個靜態變量的引用，恭喜，內存洩漏就離你不遠了（譯者注：銷毀的時候置空，嗯）。

private static Object inner;
 
void createInnerClass() {
   class InnerClass {
   }
   inner = new InnerClass();
}
 
View icButton = findViewById(R.id.ic_button);
icButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   @Override public void onClick(View v) {
     createInnerClass();
     nextActivity();
   }
});

Memory Leak 3 – Inner Class

內部類的優勢之一就是可以訪問外部類，不幸的是，導致內存洩漏的原因，就是內部類持有外部類實例的強引用。

Anonymous Classes

相似地，匿名類也維護了外部類的引用。所以內存洩漏很容易發生，當你在Activity中定義了匿名的AsyncTsk

。當異步任務在後台執行耗時任務期間，Activity不幸被銷毀了（譯者注：用戶退出，系統回收），這個被AsyncTask持有的Activity實例就不會被垃圾回收器回收，直到異步任務結束。

void startAsyncTask() {
   new AsyncTask<Void, Void, Void>() {
     @Override protected Void doInBackground(Void... params) {
        while(true);
     }
   }.execute();
}
 
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
View aicButton = findViewById(R.id.at_button);
aicButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   @Override public void onClick(View v) {
     startAsyncTask();
     nextActivity();
   }
});

Memory Leak 4 – AsyncTask

Handler

同樣道理，定義匿名的Runnable，用匿名類Handler執行。Runnable內部類會持有外部類的隱式引用，被傳遞到Handler的消息隊列MessageQueue中，在Message消息沒有被處理之前，Activity實例不會被銷毀了，於是導致內存洩漏。

void createHandler() {
new Handler() {
   @Override public void handleMessage(Message message) {
     super.handleMessage(message);
   }
}.postDelayed(new Runnable() {
   @Override public void run() {
   while(true);
}
}, Long.MAX_VALUE >> 1);
}
 
View hButton = findViewById(R.id.h_button);
hButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   @Override public void onClick(View v) {
      createHandler();
      nextActivity();
   }
});

Memory Leak 5 – Handler

Threads

我們再次通過Thread和TimerTask來展現內存洩漏。

void spawnThread() {
new Thread() {
   @Override public void run() {
     while(true);
   }
}.start();
}
 
View tButton = findViewById(R.id.t_button);
tButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   @Override public void onClick(View v) {
     spawnThread();
     nextActivity();
   }
});

Memory Leak 6 – Thread

TimerTask

只要是匿名類的實例，不管是不是在工作線程，都會持有Activity的引用，導致內存洩漏。

oid scheduleTimer() {
new Timer().schedule(new TimerTask() {
   @Override
   public void run() {
     while(true);
   }
}, Long.MAX_VALUE >> 1);
}
 
View ttButton = findViewById(R.id.tt_button);
ttButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   @Override public void onClick(View v) {
     scheduleTimer();
     nextActivity();
   }
});

Memory Leak 7 – TimerTask

Sensor Manager

最後，通過Context.getSystemService(int name)可以獲取系統服務。這些服務工作在各自的進程中，幫助應用處理後台任務，處理硬件交互。如果需要使用這些服務，可以注冊監聽器，這會導致服務持有了Context的引用，如果在Activity銷毀的時候沒有注銷這些監聽器，會導致內存洩漏。

void registerListener() {
   SensorManager sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
   Sensor sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ALL);
   sensorManager.registerListener(this, sensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST);
}
 
View smButton = findViewById(R.id.sm_button);
smButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   @Override public void onClick(View v) {
     registerListener();
     nextActivity();
   }
});

Memory Leak 8 – Sensor Manager

總結

看過那麼多會導致內存洩漏的例子，容易導致吃光手機的內存使垃圾回收處理更為頻發，甚至最壞的情況會導致OOM。垃圾回收的操作是很昂貴的開銷，會導致肉眼可見的卡頓。所以，實例化的時候注意持有的引用鏈，並經常進行內存洩漏檢查。本文的目的就是讓我們在開發中怎麼有效的避免我們的應用出現內存洩漏的問題。希望對大家有所幫助。