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作者：developerHaoz
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聲明：本文是 developerHaoz 原創(chuàng)投稿，轉(zhuǎn)發(fā)等請(qǐng)聯(lián)系原作者授權(quán)。

前言

內(nèi)存管理的目的就是讓我們?cè)陂_(kāi)發(fā)過(guò)程中有效避免我們的應(yīng)用程序出現(xiàn)內(nèi)存泄露的問(wèn)題。內(nèi)存泄露相信大家都不陌生，我們可以這樣理解：「沒(méi)有用的對(duì)象無(wú)法回收的現(xiàn)象就是內(nèi)存泄露」。

如果程序發(fā)生了內(nèi)存泄露，則會(huì)帶來(lái)以下這些問(wèn)題

應(yīng)用可用的內(nèi)存減少，增加了堆內(nèi)存的壓力
降低了應(yīng)用的性能，比如會(huì)觸發(fā)更頻繁的 GC
嚴(yán)重的時(shí)候可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存溢出錯(cuò)誤，即 OOM Error

OOM 發(fā)生在，當(dāng)我們嘗試進(jìn)行創(chuàng)建對(duì)象，但是堆內(nèi)存無(wú)法通過(guò) GC 釋放足夠的空間，堆內(nèi)存也無(wú)法再繼續(xù)增長(zhǎng)，從而完成對(duì)象創(chuàng)建請(qǐng)求的時(shí)候，OOM 發(fā)生很有可能是內(nèi)存泄露導(dǎo)致的，但并非所有的 OOM 都是由內(nèi)存泄露引起的，內(nèi)存泄露也并不一定引起 OOM。

一、基礎(chǔ)準(zhǔn)備

如果真的想比較清楚的了解內(nèi)存泄露的話，對(duì)于 Java 的內(nèi)存管理以及引用類型有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)是必不可少的。

理解 Java 的內(nèi)存管理能讓我們更深一層地了解 Java 虛擬機(jī)是怎樣使用內(nèi)存的，一旦出現(xiàn)內(nèi)存泄露，我們也能更加從容地排查問(wèn)題。
了解 Java 的引用類型，能讓我們更加理解內(nèi)存泄露出現(xiàn)的原因，以及常見(jiàn)的解決方法。

具體的內(nèi)容，可以看下這篇文章你真的懂 Java 的內(nèi)存管理和引用類型嗎？

二、Android 中內(nèi)存泄露的常見(jiàn)場(chǎng)景 & 解決方案

1、單例造成的內(nèi)存泄露

單例模式是非常常用的設(shè)計(jì)模式，使用單例模式的類，只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象，這個(gè)對(duì)象看起來(lái)像是一直占用著內(nèi)存，但這并不意味著就是浪費(fèi)了內(nèi)存，內(nèi)存本來(lái)就是拿來(lái)裝東西的，只要這個(gè)對(duì)象一直都被高效的利用就不能叫做泄露。

但是過(guò)多的單例會(huì)讓內(nèi)存占用過(guò)多，而且單例模式由于其 靜態(tài)特性，其生命周期 = 應(yīng)用程序的生命周期，不正確地使用單例模式也會(huì)造成內(nèi)存泄露。

舉個(gè)例子：

public class SingleInstanceTest {
    private static SingleInstanceTest sInstance;
    private Context mContext;
    private SingleInstanceTest(Context context){
        this.mContext = context;
    }
    public static SingleInstanceTest newInstance(Context context){
        if(sInstance == null){
            sInstance = new SingleInstanceTest(context);
        }
        return sInstance;
    }
}

上面是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的單例模式用法，需要外部傳入一個(gè) Context 來(lái)獲取該類的實(shí)例，如果此時(shí)傳入的 Context 是 Activity 的話，此時(shí)單例就有持有該 Activity 的強(qiáng)引用（直到整個(gè)應(yīng)用生命周期結(jié)束）。這樣的話，即使該 Activity 退出，該 Activity 的內(nèi)存也不會(huì)被回收，這樣就造成了內(nèi)存泄露，特別是一些比較大的 Activity，甚至還會(huì)導(dǎo)致 OOM（Out Of Memory）。

解決方法：單例模式引用的對(duì)象的生命周期 = 應(yīng)用生命周期

public class SingleInstanceTest {
    private static SingleInstanceTest sInstance;
    private Context mContext;
    private SingleInstanceTest(Context context){
        this.mContext = context.getApplicationContext();
    }
    public static SingleInstanceTest newInstance(Context context){
        if(sInstance == null){
            sInstance = new SingleInstanceTest(context);
        }
        return sInstance;
    }
}

可以看到在 SingleInstanceTest 的構(gòu)造函數(shù)中，將 context.getApplicationContext() 賦值給 mContext，此時(shí)單例引用的對(duì)象是 Application，而 Application 的生命周期本來(lái)就跟應(yīng)用程序是一樣的，也就不存在內(nèi)存泄露。

這里再拓展一點(diǎn)，很多時(shí)候我們?cè)谛枰玫?Activity 或者 Context 的地方，會(huì)直接將 Activity 的實(shí)例作為參數(shù)傳給對(duì)應(yīng)的類，就像這樣：

public class Sample {
    private Context mContext;
    public Sample(Context context){
        this.mContext = context;
    }
    public Context getContext() {
        return mContext;
    }
}
// 外部調(diào)用
Sample sample = new Sample(MainActivity.this);

這種情況如果不注意的話，很容易就會(huì)造成內(nèi)存泄露，比較好的寫(xiě)法是使用弱引用（WeakReference）來(lái)進(jìn)行改進(jìn)。

public class Sample {
    private WeakReference<Context> mWeakReference;
    public Sample(Context context){
        this.mWeakReference = new WeakReference<>(context);
    }
    public Context getContext() {
        if(mWeakReference.get() != null){
            return mWeakReference.get();
        }
        return null;
    }
}
// 外部調(diào)用
Sample sample = new Sample(MainActivity.this);

被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象只能存活到下一次垃圾回收之前，也就是說(shuō)即使 Sample 持有 Activity 的引用，但由于 GC 會(huì)幫我們回收相關(guān)的引用，被銷毀的 Activity 也會(huì)被回收內(nèi)存，這樣我們就不用擔(dān)心會(huì)發(fā)生內(nèi)存泄露了。

2、非靜態(tài)內(nèi)部類 / 匿名類

我們先來(lái)看看非靜態(tài)內(nèi)部類（non static inner class）和靜態(tài)內(nèi)部類（static inner class）之間的區(qū)別。

class 對(duì)比	static inner class	non static inner class
與外部 class 引用關(guān)系	如果沒(méi)有傳入?yún)?shù)，就沒(méi)有引用關(guān)系	自動(dòng)獲得強(qiáng)引用
被調(diào)用時(shí)需要外部實(shí)例	不需要	需要
能否調(diào)用外部 class 中的變量和方法	不能	能
生命周期	自主的生命周期	依賴于外部類，甚至比外部類更長(zhǎng)

可以看到非靜態(tài)內(nèi)部類自動(dòng)獲得外部類的強(qiáng)引用，而且它的生命周期甚至比外部類更長(zhǎng)，這便埋下了內(nèi)存泄露的隱患。如果一個(gè) Activity 的非靜態(tài)內(nèi)部類的生命周期比 Activity 更長(zhǎng)，那么 Activity 的內(nèi)存便無(wú)法被回收，也就是發(fā)生了內(nèi)存泄露，而且還有可能發(fā)生難以預(yù)防的空指針問(wèn)題。

舉個(gè)例子：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        new MyAscnyTask().execute();
    }
    class MyAscnyTask extends AsyncTask<Void, Integer, String>{
        @Override
        protected String doInBackground(Void... params) {
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "";
        }
    }
}

可以看到我們?cè)?Activity 中繼承 AsyncTask 自定義了一個(gè)非靜態(tài)內(nèi)部類，在 doInbackground() 方法中做了耗時(shí)的操作，然后在 onCreate() 中啟動(dòng) MyAsyncTask。如果在耗時(shí)操作結(jié)束之前，Activity 被銷毀了，這時(shí)候因?yàn)?MyAsyncTask 持有 Activity 的強(qiáng)引用，便會(huì)導(dǎo)致 Activity 的內(nèi)存無(wú)法被回收，這時(shí)候便會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存泄露。

解決方法：將 MyAsyncTask 變成非靜態(tài)內(nèi)部類

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        new MyAscnyTask().execute();
    }
    static class MyAscnyTask extends AsyncTask<Void, Integer, String>{
        @Override
        protected String doInBackground(Void... params) {
            try {
                Thread.sleep(50000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "";
        }
    }
}

這時(shí)候 MyAsyncTask 不再持有 Activity 的強(qiáng)引用，即使 AsyncTask 的耗時(shí)操作還在繼續(xù)，Activity 的內(nèi)存也能順利地被回收。

匿名類和非靜態(tài)內(nèi)部類最大的共同點(diǎn)就是 都持有外部類的引用，因此，匿名類造成內(nèi)存泄露的原因也跟靜態(tài)內(nèi)部類基本是一樣的，下面舉個(gè)幾個(gè)比較常見(jiàn)的例子：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private Handler mHandler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
        }
    };
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        // ① 匿名線程持有 Activity 的引用，進(jìn)行耗時(shí)操作
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(50000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
        // ② 使用匿名 Handler 發(fā)送耗時(shí)消息
        Message message = Message.obtain();
        mHandler.sendMessageDelayed(message, 60000);
    }

上面舉出了兩個(gè)比較常見(jiàn)的例子

new 出一個(gè)匿名的 Thread，進(jìn)行耗時(shí)的操作，如果 MainActivity 被銷毀而 Thread 中的耗時(shí)操作沒(méi)有結(jié)束的話，便會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存泄露
new 出一個(gè)匿名的 Handler，這里我采用了 sendMessageDelayed() 方法來(lái)發(fā)送消息，這時(shí)如果 MainActivity 被銷毀，而 Handler 里面的消息還沒(méi)發(fā)送完畢的話，Activity 的內(nèi)存也不會(huì)被回收

解決方法：

繼承 Thread 實(shí)現(xiàn)靜態(tài)內(nèi)部類
繼承 Handler 實(shí)現(xiàn)靜態(tài)內(nèi)部類，以及在 Activity 的 onDestroy() 方法中，移除所有的消息 mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);

3、集合類

集合類添加元素后，仍引用著集合元素對(duì)象，導(dǎo)致該集合中的元素對(duì)象無(wú)法被回收，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄露，舉個(gè)例子：

   static List<Object> objectList = new ArrayList<>();
   for (int i = 0; i < 10; i++) {
       Object obj = new Object();
       objectList.add(obj);
       obj = null;
    }

在這個(gè)例子中，循環(huán)多次將 new 出來(lái)的對(duì)象放入一個(gè)靜態(tài)的集合中，因?yàn)殪o態(tài)變量的生命周期和應(yīng)用程序一致，而且他們所引用的對(duì)象 Object 也不能釋放，這樣便造成了內(nèi)存泄露。

解決方法：在集合元素使用之后從集合中刪除，等所有元素都使用完之后，將集合置空。

    objectList.clear();
    objectList = null;

4、其他的情況

除了上述 3 種常見(jiàn)情況外，還有其他的一些情況

1、需要手動(dòng)關(guān)閉的對(duì)象沒(méi)有關(guān)閉
網(wǎng)絡(luò)、文件等流忘記關(guān)閉
手動(dòng)注冊(cè)廣播時(shí)，退出時(shí)忘記 unregisterReceiver()
Service 執(zhí)行完后忘記 stopSelf()
EventBus 等觀察者模式的框架忘記手動(dòng)解除注冊(cè)
2、static 關(guān)鍵字修飾的成員變量
3、ListView 的 Item 泄露

三、利用工具進(jìn)行內(nèi)存泄露的排查

除了必須了解常見(jiàn)的內(nèi)存泄露場(chǎng)景以及相應(yīng)的解決方法之外，掌握一些好用的工具，能讓我們更有效率地解決內(nèi)存泄露的問(wèn)題。

1、Android Lint

Lint 是 Android Studio 提供的 代碼掃描分析工具，它可以幫助我們發(fā)現(xiàn)代碼機(jī)構(gòu) / 質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)提供一些解決方案，檢測(cè)內(nèi)存泄露當(dāng)然也不在話下，使用也是非常的簡(jiǎn)單，可以參考下這篇文章：Android 性能優(yōu)化：使用 Lint 優(yōu)化代碼、去除多余資源

2、leakcanary

LeakCanary 是 Square 公司開(kāi)源的「Android 和 Java 的內(nèi)存泄漏檢測(cè)庫(kù)」，Square 出品，必屬精品，功能很強(qiáng)大，使用也很簡(jiǎn)單。建議直接看 Github 上的說(shuō)明：leakcanary，也可以參考這篇文章：Android內(nèi)存優(yōu)化（六）LeakCanary使用詳解

參考資料

Android 內(nèi)存泄露分析
Android 性能優(yōu)化：手把手帶你全面了解內(nèi)存泄露
系統(tǒng)剖析Android中的內(nèi)存泄漏

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