Android應(yīng)用內(nèi)存泄漏的定位、分析與解決策略
Hello，大家好，我是Clock。翻了一下簡書，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)多月沒有更新博客，本來今天打算和妹紙去電影院看《你的名字》，然后再去到處浪的。
結(jié)果因?yàn)槊眉埞九R時(shí)有事，她不得不回公司一趟... 然后我也只能宅家里了，既然妹紙不在家，剛好最近一直在為項(xiàng)目做內(nèi)存泄漏的優(yōu)化工作，那就來寫一點(diǎn)個(gè)人總結(jié)好了。
什么是內(nèi)存泄漏
對于不同的語言平臺來說，進(jìn)行標(biāo)記回收內(nèi)存的算法是不一樣的，像 Android(Java)則采用 GC-Root 的標(biāo)記回收算法。下面這張圖就展示了 Android 內(nèi)存的回收管理策略(圖來自Google 2011的IO大會(huì))
圖中的每個(gè)圓節(jié)點(diǎn)代表對象的內(nèi)存資源，箭頭代表可達(dá)路徑。當(dāng)圓節(jié)點(diǎn)與 GC Roots 存在可達(dá)路徑時(shí)，表示當(dāng)前資源正被引用，虛擬機(jī)是無法對其進(jìn)行回收的(如圖中的黃色節(jié)點(diǎn))。反過來，如果圓節(jié)點(diǎn)與 GC Roots 不存在可達(dá)路徑，則意味著這塊對象的內(nèi)存資源不再被程序引用，系統(tǒng)虛擬機(jī)可以在 GC 過程中將其回收掉。
有了上面的內(nèi)存回收的栗子，那么接下來就可以說說什么是內(nèi)存泄漏了。從定義上講，Android(Java)平臺的內(nèi)存泄漏是指沒有用的對象資源任與GC-Root保持可達(dá)路徑，導(dǎo)致系統(tǒng)無法進(jìn)行回收。舉一個(gè)最簡單的栗子，我們在 Activity 的 onCreate 函數(shù)中注冊一個(gè)廣播接收者，但是在 onDestory 函數(shù)中并沒有執(zhí)行反注冊，當(dāng) Activity 被 finish 掉時(shí)，Activity 對象已經(jīng)走完了自身的生命周期，應(yīng)該被資源回收釋放掉，但由于沒有反注冊， 此時(shí) Activity 和 GC-Root 間任然有可達(dá)路徑存在，導(dǎo)致 Activity 雖然被銷毀，但是所占用的內(nèi)存資源卻無法被回收掉。類似的栗子其實(shí)有很多，不一一例舉了。對于 Android(Java)內(nèi)存回收管理想要再深入了解的童鞋，可以看看下面資源：
泄漏的源頭
了解完內(nèi)存泄漏的理論知識后，再來歸類一下內(nèi)存泄漏的源頭。這里我將其歸位以下三類：
- 自身編碼引起
由項(xiàng)目開發(fā)人員自身的編碼造成。
- 第三方代碼引起
這里的第三方代碼包含兩類：第三方非開源的SDK和開源的第三方框架。
- 系統(tǒng)原因
由 Android 系統(tǒng)自身造成的泄漏，如像 WebView 、 InputMethodManager 等引起的問題，還有某些第三方 ROM 存在的問題。
泄漏的定位
內(nèi)存泄漏不像閃退的BUG，排查起來相對要比較困難些，比較極端的情況是當(dāng)你的應(yīng)用 OOM 了才發(fā)現(xiàn)存在內(nèi)存泄漏問題，到了這種情況才去排查處理問題的話，對用戶的影響就太大了。為此，我們能夠在編碼中盡早發(fā)現(xiàn)到問題就不要拖到上線之后才去填坑，下面介紹一些我比較常用排查內(nèi)存泄漏的工具。
- 靜態(tài)代碼分析工具 —— Lint
Lint 是 Android Studio 自帶的工具，使用姿勢很簡單 Analyze -> Inspect Code 然后選擇想要掃面的區(qū)域即可
對可能引起泄漏的編碼，Lint 都會(huì)進(jìn)行溫馨提示。
這里只是拋磚引玉的介紹 Lint ，實(shí)際上玩法還有很多，大家可以自行拓展學(xué)習(xí)。除了 Lint 外，還有像 FindBugs 、 Checkstyle 等靜態(tài)代碼分析工具也是很不錯(cuò)的。
- 嚴(yán)苛模式 —— StrictMode
StrictMode 是 Android 系統(tǒng)提供的 API ，在開發(fā)環(huán)境下引入可以更早的暴露發(fā)現(xiàn)問題。官方文檔鏈接在下面(需要科學(xué)上網(wǎng))：
https://developer.android.com...
以官網(wǎng)的示例代碼為栗子，一般 StrictMode 只在測試環(huán)境下啟用，到了生產(chǎn)環(huán)境就會(huì)進(jìn)行關(guān)閉，通常我們都會(huì)借助 BuildConfig.DEBUG 來實(shí)現(xiàn)。
啟用 StrictMode 后，在過濾日志的地方加上 StrictMode 的過濾 Tag ，如果手機(jī)連接著電腦進(jìn)行開發(fā)，定期觀察一下 StrictMode 這個(gè) Tag 下的日志，一般你看到一大堆紅色告警的 Log，就需要好好排查一下是否跟內(nèi)存泄漏有關(guān)了。
- LeakCanary
Square 公司出品的內(nèi)存分析工具，官方地址如下：
https://github.com/square/lea...
LeakCanary 和 StrictMode 一樣，需要在項(xiàng)目代碼中集成，不過代碼也非常簡單，如下的官方示例。
build.gradle 引入，Application 中加入兩三行代碼，即可搞定。以上只是簡單的引入，還有更多使用姿勢建議詳細(xì)閱讀它的 Wiki 下 FAQ：
https://github.com/square/lea...
我對使用 LeakCanary 有以下兩點(diǎn)感受：
- 當(dāng)內(nèi)存泄漏發(fā)生時(shí)，LeakCanary 會(huì)彈窗提示并生成對應(yīng)的堆存儲(chǔ)信息記錄，這讓我們對隱蔽的內(nèi)存泄漏問題有了更加直觀的感覺，但從實(shí)際使用來看，LeakCanary 的每個(gè)提示也并非是真正存在內(nèi)存泄漏問題，要想確定是否存在問題我們還需要借助 MAT 來進(jìn)行最后的確定。
- Android 系統(tǒng)本身就存在一些問題導(dǎo)致應(yīng)用內(nèi)存泄漏，LeakCanary 的 AndroidExcludedRefs 類幫助我們處理了不少這類問題。
- Android Memory Monitor
AndroidStudio 提供的工具，用于監(jiān)控應(yīng)用的內(nèi)存使用狀態(tài)，在開發(fā)中也是非常實(shí)用的工具，可以用來打印出內(nèi)存的狀態(tài)信息。
打印獲得的內(nèi)存信息如下，可以通過右上角的綠色三角形按鈕去分析泄漏的 Activity 和 一些重復(fù)的字符串，目前只支持這兩個(gè)，希望 Google 后面能夠加入更多可選分析規(guī)則
同樣，這里也只是拋磚引玉的簡單介紹，關(guān)于它的使用在官方文檔已經(jīng)說得很詳細(xì)了，需要的童鞋自行查看下方鏈接(需科學(xué)上網(wǎng))：
https://developer.android.com...
- Memory Analyzer (MAT)
老牌子分析工具，可以從 http://www.eclipse.org/mat/ 下載獲得，網(wǎng)上關(guān)于 MAT 使用的文章好多，大家可以自行查找。上面的 Android Memory Monitor 生成的對儲(chǔ)存信息文件可以配置 MAT 一起來分析使用，由于 Android Memory Monitor 生成的 hprof 文件不是標(biāo)準(zhǔn)格式，所以需要做一下轉(zhuǎn)換，然后導(dǎo)入 MAT
然后通過 OQL 先定位出泄漏的對象
通過排除除了強(qiáng)引用之外的其他引用鏈，最后分析到 GC Root 的位置
MAT 使用起來相對繁瑣，但不失為定位根源問題的利器。
- adb shell 命令
使用 adb shell dumpsys meminfo [PackageName]，可以打印出指定包名的應(yīng)用內(nèi)存信息
使用該命令可以很直觀的觀察到 Activity 的泄漏問題，是我平常分析比較常用的一種方式。除了使用命令外，AndroidStudio 也提供了下面的功能，和使用命令是一樣效果的。
如果對 adb shell 命令感興趣，更多的信息可以看下面提供的資源：
以上就是我在做內(nèi)存泄漏分析的時(shí)候會(huì)用到的工具，通常都是結(jié)合起來用，畢竟每個(gè)工具都有優(yōu)缺點(diǎn)，通過使用多個(gè)工具互補(bǔ)分析問題可以極大的提高我們的效率和最終取得的效果。
泄漏的解決策略
聊完工具，最后來談?wù)剝?nèi)存泄漏問題的解決策略。我把它總結(jié)為以下三點(diǎn)：
- 完成需求功能開發(fā)后，再去優(yōu)化內(nèi)存泄漏問題;
- 泄漏源有多處時(shí)，核心功能產(chǎn)生的泄漏優(yōu)先處理，用戶使用頻繁的功能引起的泄漏優(yōu)先處理;
- 處理泄漏避免影響原有的代碼邏輯，優(yōu)化過后最好能夠讓測試童鞋過一遍相關(guān)的功能，避免引入未知的BUG;
總結(jié)
對于如何在編碼上去解決內(nèi)存泄漏問題，網(wǎng)絡(luò)上有提供了很多場景及其解決方案，大家可以自行借助搜索引擎。通過掌握分析方法和對泄漏場景及其解決方案的積累，相信大家處理內(nèi)存泄漏問題是游刃有余的。當(dāng)然，也并不是所有內(nèi)存泄漏問題我們都能夠進(jìn)行處理，就例如第二章節(jié)提到的泄漏源頭是由第三方代碼引起時(shí)，我們就顯得無能為力了。最近在排查的過程中就發(fā)現(xiàn)不少第三方 SDK 存在泄漏問題，遇上這種情況就得找找可替代的 SDK 進(jìn)行更換了。以上就是我做內(nèi)存泄漏分析的一些心得總結(jié)，如果有錯(cuò)誤和不足，還請大家指出。
