前言

內(nèi)存管理的目的就是讓我們?cè)陂_發(fā)過程中有效避免我們的應(yīng)用程序出現(xiàn)內(nèi)存泄露的問題。內(nèi)存泄露相信大家都不陌生，我們可以這樣理解：「沒有用的對(duì)象無法回收的現(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)帶來以下這些問題

• 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

下面我們從基礎(chǔ)說起

基礎(chǔ)知識(shí)

Java 的內(nèi)存分配簡(jiǎn)述

• 方法區(qū)（non-heap）：編譯時(shí)就分配好，在程序整個(gè)運(yùn)行期間都存在。它主要存放靜態(tài)數(shù)據(jù)和常量；
• 棧區(qū)：當(dāng)方法執(zhí)行時(shí)，會(huì)在棧區(qū)內(nèi)存中創(chuàng)建方法體內(nèi)部的局部變量，方法結(jié)束后自動(dòng)釋放內(nèi)存；
• 堆區(qū)（heap）：通常用來存放 new 出來的對(duì)象。由 GC 負(fù)責(zé)回收。

Java四種不同的引用類型

• 強(qiáng)引用（Strong Reference）:JVM 寧愿拋出 OOM，也不會(huì)讓 GC 回收存在強(qiáng)引用的對(duì)象。
• 軟引用（Soft Reference） ：一個(gè)對(duì)象只具有軟引用，在內(nèi)存不足時(shí)，這個(gè)對(duì)象才會(huì)被 GC 回收。
• 弱引用（weak Reference）：在 GC 時(shí)，如果一個(gè)對(duì)象只存在弱引用，那么它將會(huì)被回收。
• 虛引用（Phantom Reference）：任何時(shí)候都可以被 GC 回收，當(dāng)垃圾回收器準(zhǔn)備回收一個(gè)對(duì)象時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)它還有虛引用，就會(huì)在回收對(duì)象的內(nèi)存之前，把這個(gè)虛引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中。程序可以通過判斷引用隊(duì)列中是否存在該對(duì)象的虛引用，來了解這個(gè)對(duì)象是否將要被回收。可以用來作為 GC 回收 Object 的標(biāo)志。

與 Android 中的差異：在 2.3 以后版本中，即使內(nèi)存夠用，Android 系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先將 SoftReference 的對(duì)象提前回收掉, 其他和 Java 中是一樣的。
因此谷歌官方建議用LruCache(least recentlly use 最少最近使用算法)。會(huì)將內(nèi)存控制在一定的大小內(nèi), 超出最大值時(shí)會(huì)自動(dòng)回收, 這個(gè)最大值開發(fā)者自己定。

什么是內(nèi)存泄漏？

• 對(duì)于 C++ 來說，內(nèi)存泄漏就是 new 出來的對(duì)象沒有 delete，俗稱野指針；
• 而對(duì)于 java 而言，就是存放在堆上的 Object 無法被 GC 正?；厥铡?/li>

內(nèi)存泄漏根本原因

長(zhǎng)生命周期的對(duì)象持有短生命周期對(duì)象**強(qiáng)/軟引用**,導(dǎo)致本應(yīng)該被回收的短生命周期的對(duì)象卻無法被正?；厥?。

例如在單例模式中，我們常常在獲取單例對(duì)象時(shí)需要傳一個(gè) Context 。單例對(duì)象是一個(gè)長(zhǎng)生命周期的對(duì)象（應(yīng)用程序結(jié)束時(shí)才終結(jié)），而如果我們傳遞的是某一個(gè) Activity 作為 context,那么這個(gè) Activity 就會(huì)因?yàn)橐帽怀钟卸鵁o法銷毀，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

內(nèi)存泄漏的危害

• 運(yùn)行性能的問題: Android在運(yùn)行的時(shí)候，如果內(nèi)存泄漏將導(dǎo)致其他組件可用的內(nèi)存變少，一方面會(huì)使得GC的頻率加劇，在發(fā)生GC的時(shí)候，所有進(jìn)程都必須進(jìn)行等待，GC的頻率越多，從而用戶越容易感知到卡頓。另一方面，內(nèi)存變少，將可能使得系統(tǒng)會(huì)額外分配給你一些內(nèi)存，而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。
• 運(yùn)行崩潰問題: 內(nèi)存泄露是內(nèi)存溢出(OOM)的重要原因之一，會(huì)導(dǎo)致 Crash。如果應(yīng)用程序在消耗光了所有的可用堆空間，那么再試圖在堆上分配新對(duì)象時(shí)就會(huì)引起 OOM(Out Of Memory Error) 異常，此時(shí)應(yīng)用程序就會(huì)崩潰退出。

內(nèi)存泄漏的典型案例

永遠(yuǎn)的單例（Singleton）

由于單例模式的靜態(tài)特性，使得它的生命周期和我們的應(yīng)用一樣長(zhǎng)，一不小心讓單例無限制的持有 Activity 的強(qiáng)引用就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

解決方案

把傳入的 Context 改為同應(yīng)用生命周期一樣長(zhǎng)的 Application 中的 Context。

通過重寫 Application，提供 getContext 方法,那樣就不需要在獲取單例時(shí)傳入 context。

public class BaseApplication extends Application{
 private static ApplicationContext sContext;
 @Override
 public void onCreate(){
 super.onCreate();
 sContext = getApplicationContext();
 }
 public static Context getApplicationContext(){
 return sContext;
 }
}

Handler引發(fā)的內(nèi)存泄漏

由于 Handler 屬于 TLS（Thread Local Storage）變量，導(dǎo)致它的生命周期和 Activity 不一致。因此通過 Handler 來更新 UI 一般很難保證跟 View 或者 Activity 的生命周期一致，故很容易導(dǎo)致無法正確釋放。

例如：

public class HandlerBadActivity extends AppCompatActivity {
 private final Handler handler = new Handler(){//非靜態(tài)內(nèi)部類，持有外部類的強(qiáng)引用
 @Override
 public void handleMessage(Message msg) {
 super.handleMessage(msg);
 }
 };
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.activity_handler_bad);
 // 延遲 5min 發(fā)送一個(gè)消息
 handler.postDelayed(new Runnable() {
 //內(nèi)部會(huì)將該 Runable 封裝為一個(gè) Message 對(duì)象，同時(shí)將 Message.target 賦值為 handler
 @Override
 public void run() {
 //do something
 }
 }, 1000 * 60 * 5);
 this.finish();
 }
}

上面的代碼中發(fā)送了了一個(gè)延時(shí) 5 分鐘執(zhí)行的 Message，當(dāng)該 Activity 退出的時(shí)候，延時(shí)任務(wù)（Message）還在主線程的 MessageQueue 中等待，此時(shí)的 Message 持有 Handler 的強(qiáng)引用（創(chuàng)建時(shí)通過 Message.target 進(jìn)行指定），并且由于 Handler 是 HandlerBadActivity 的非靜態(tài)內(nèi)部類，所以 Handler 會(huì)持有一個(gè)指向 HandlerBadActivity 的強(qiáng)引用，所以雖然此時(shí) HandlerBadActivity 調(diào)用了 finish 也無法進(jìn)行內(nèi)存回收，造成內(nèi)存泄漏。

解決方法

將 Handler 聲明為靜態(tài)內(nèi)部類，但是要注意**如果用到 Context 等外部類的 非static 對(duì)象，還是應(yīng)該使用 ApplicationContext 或者通過弱引用來持有這些外部對(duì)象**。

public class HandlerGoodActivity extends AppCompatActivity {
 private static final class MyHandler extends Handler{//聲明為靜態(tài)內(nèi)部類（避免持有外部類的強(qiáng)引用）
 private final WeakReference<HandlerGoodActivity> mActivity;
 public MyHandler(HandlerGoodActivity activity){
 this.mActivity = new WeakReference<HandlerGoodActivity>(activity);//使用弱引用
 }
 @Override
 public void handleMessage(Message msg) {
 HandlerGoodActivity activity = mActivity.get();
 if (activity == null || activity.isFinishing() || activity.isDestroyed()) {//判斷 activity 是否為空，以及是否正在被銷毀、或者已經(jīng)被銷毀
 removeCallbacksAndMessages(null);
 return;
 }
 // do something
 }
 }
 private final MyHandler myHandler = new MyHandler(this);
}

慎用 static 成員變量

static 修飾的變量位于內(nèi)存的方法區(qū)，其生命周期與 App 的生命周期一致。 這必然會(huì)導(dǎo)致一系列問題，如果你的 app 進(jìn)程設(shè)計(jì)上是長(zhǎng)駐內(nèi)存的，那即使 app 切到后臺(tái)，這部分內(nèi)存也不會(huì)被釋放。

解決方法

不要在類初始化時(shí)初始化靜態(tài)成員，也就是可以考慮懶加載。架構(gòu)設(shè)計(jì)上要思考是否真的有必要這樣做，盡量避免。如果架構(gòu)需要這么設(shè)計(jì)，那么此對(duì)象的生命周期你有責(zé)任管理起來。

當(dāng)然，Application 的 context 不是萬能的，所以也不能隨便亂用，對(duì)于有些地方則必須使用 Activity 的 Context，對(duì)于Application，Service，Activity三者的Context的應(yīng)用場(chǎng)景如下：

• NO1 表示 Application 和 Service 可以啟動(dòng)一個(gè) Activity，不過需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的 task 任務(wù)隊(duì)列。
• 對(duì)于 Dialog 而言，只有在 Activity 中才能創(chuàng)建。

使用系統(tǒng)服務(wù)引發(fā)的內(nèi)存泄漏

為了方便我們使用一些常見的系統(tǒng)服務(wù)，Activity 做了一些封裝。比如說，可以通過 getPackageManager在 Activtiy 中獲取 PackageManagerService，但是，里面實(shí)際上調(diào)用了 Activity 對(duì)應(yīng)的 ContextImpl 中的 getPackageManager 方法

ContextWrapper#getPackageManager

@Override
public PackageManager getPackageManager() {
 return mBase.getPackageManager();
}

ContextImpl#getPackageManager

@Override
public PackageManager getPackageManager() {
 if (mPackageManager != null) {
 return mPackageManager;
 }
 IPackageManager pm = ActivityThread.getPackageManager();
 if (pm != null) {
 // Doesn't matter if we make more than one instance.
 return (mPackageManager = new ApplicationPackageManager(this, pm));//創(chuàng)建 ApplicationPackageManager
 }
 return null;
}

ApplicationPackageManager#ApplicationPackageManager

ApplicationPackageManager(ContextImpl context,
    IPackageManager pm) {
 mContext = context;//保存 ContextImpl 的強(qiáng)引用
 mPM = pm;
}

private UserManagerService(Context context, PackageManagerService pm,
 Object packagesLock, File dataDir) {
 mContext = context;//持有外部 Context 引用
 mPm = pm;
 //代碼省略
}

PackageManagerService#PackageManagerService

public class PackageManagerService extends IPackageManager.Stub {
 static UserManagerService sUserManager;//持有 UMS 靜態(tài)引用
 public PackageManagerService(Context context, Installer installer,
 boolean factoryTest, boolean onlyCore) {
  sUserManager = new UserManagerService(context, this, mPackages);//初始化 UMS
 }
}

遇到的內(nèi)存泄漏問題是因?yàn)樵?Activity 中調(diào)用了 getPackageManger 方法獲取 PMS ，該方法調(diào)用的是 ContextImpl，此時(shí)如果ContextImpl 中 PackageManager 為 null，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè) PackageManger（ContextImpl 會(huì)將自己傳遞進(jìn)去，而 ContextImpl 的 mOuterContext 為 Activity），創(chuàng)建 PackageManager 實(shí)際上會(huì)創(chuàng)建 PackageManagerService（簡(jiǎn)稱 PMS），而 PMS 的構(gòu)造方法中會(huì)創(chuàng)建一個(gè) UserManger（UserManger 初始化之后會(huì)持有 ContextImpl 的強(qiáng)引用）。
只要 PMS 的 class 未被銷毀，那么就會(huì)一直引用著 UserManger ，進(jìn)而導(dǎo)致其關(guān)聯(lián)到的資源無法正常釋放。

解決辦法

將getPackageManager()改為 getApplication()#getPackageManager() 。這樣引用的就是 Application Context，而非 Activity 了。

遠(yuǎn)離非靜態(tài)內(nèi)部類和匿名類

因?yàn)槭褂梅庆o態(tài)內(nèi)部類和匿名類都會(huì)默認(rèn)持有外部類的引用，如果生命周期不一致，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

public class NestedClassLeakActivity extends AppCompatActivity {

 class InnerClass {//非靜態(tài)內(nèi)部類

 }

 private static InnerClass sInner;//指向非靜態(tài)內(nèi)部類的靜態(tài)引用

 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.activity_nested_class);
 if (sInner == null) {
  sInner = new InnerClass();//創(chuàng)建非靜態(tài)內(nèi)部類的實(shí)例
 }
 }
}

非靜態(tài)內(nèi)部類默認(rèn)會(huì)持有外部類的引用，而外部類中又有一個(gè)該非靜態(tài)內(nèi)部類的靜態(tài)實(shí)例，該靜態(tài)實(shí)例的生命周期和應(yīng)用的一樣長(zhǎng)，而靜態(tài)實(shí)例又持有 Activity 的引用，因此導(dǎo)致 Activity 的內(nèi)存資源不能正常回收。

解決方法

將該內(nèi)部類設(shè)為靜態(tài)內(nèi)部類 也可以將該內(nèi)部類抽取出來封裝成一個(gè)單例

集合引發(fā)的內(nèi)存泄漏

我們通常會(huì)把一些對(duì)象的引用加入到集合容器（比如ArrayList）中，當(dāng)我們不再需要該對(duì)象時(shí)（通常會(huì)調(diào)用 remove 方法），并沒有把它的引用從集合中清理掉（其中的一種情況就是 remove 方法沒有將不再需要的引用賦值為 null），下面以 ArrayList 的 remove 方法為例

public E remove( int index) {
 // 數(shù)組越界檢查
 RangeCheck(index);
 modCount++;
 // 取出要?jiǎng)h除位置的元素，供返回使用
 E oldValue = (E) elementData[index];
 // 計(jì)算數(shù)組要復(fù)制的數(shù)量
 int numMoved = size - index - 1;
 // 數(shù)組復(fù)制，就是將index之后的元素往前移動(dòng)一個(gè)位置
 if (numMoved > 0)
 System. arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
   numMoved);
 // 將數(shù)組最后一個(gè)元素置空（因?yàn)閯h除了一個(gè)元素，然后index后面的元素都向前移動(dòng)了，所以最后一個(gè)就沒用了），好讓gc盡快回收
 elementData[--size ] = null; // Let gc do its work
 return oldValue;
}

WebView 引發(fā)的內(nèi)存泄漏

WebView 解析網(wǎng)頁時(shí)會(huì)申請(qǐng)Native堆內(nèi)存用于保存頁面元素，當(dāng)頁面較復(fù)雜時(shí)會(huì)有很大的內(nèi)存占用。如果頁面包含圖片，內(nèi)存占用會(huì)更嚴(yán)重。并且打開新頁面時(shí)，為了能快速回退，之前頁面占用的內(nèi)存也不會(huì)釋放。有時(shí)瀏覽十幾個(gè)網(wǎng)頁，都會(huì)占用幾百兆的內(nèi)存。這樣加載網(wǎng)頁較多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不堪重負(fù)，最終強(qiáng)制關(guān)閉應(yīng)用，也就是出現(xiàn)應(yīng)用閃退或重啟。
由于占用的都是Native 堆內(nèi)存，所以實(shí)際占用的內(nèi)存大小不會(huì)顯示在常用的 DDMS Heap 工具中（ DMS Heap 工具看到的只是Java虛擬機(jī)分配的內(nèi)存，即使Native堆內(nèi)存已經(jīng)占用了幾百兆，這里顯示的還只是幾兆或十幾兆）。只有使用 adb shell 中的一些命令比如 dumpsys meminfo 包名，或者在程序中使用 Debug.getNativeHeapSize()才能看到 Native 堆內(nèi)存信息。

據(jù)說由于 WebView 的一個(gè) BUG，即使它所在的 Activity(或者Service) 結(jié)束也就是 onDestroy() 之后，或者直接調(diào)用 WebView.destroy()之后，它所占用這些內(nèi)存也不會(huì)被釋放。

解決方法

把使用了 WebView 的 Activity (或者 Service) 放在單獨(dú)的進(jìn)程里。

• 系統(tǒng)在檢測(cè)到應(yīng)用占用內(nèi)存過大有可能被系統(tǒng)干掉
• 也可以在它所在的 Activity(或者 Service) 結(jié)束后，調(diào)用 System.exit(0)，主動(dòng)Kill掉進(jìn)程。由于系統(tǒng)的內(nèi)存分配是以進(jìn)程為準(zhǔn)的，進(jìn)程關(guān)閉后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)回收所有內(nèi)存。

使用 WebView 的頁面（Activity），在生命周期結(jié)束頁面退出（onDestory）的時(shí)候，主動(dòng)調(diào)用WebView.onPause()==以及==WebView.destory()以便讓系統(tǒng)釋放 WebView 相關(guān)資源。

其他常見的引起內(nèi)存泄漏原因

Android 3.0 以下，Bitmap 在不使用的時(shí)候沒有使用 recycle() 釋放內(nèi)存。

非靜態(tài)內(nèi)部類的靜態(tài)實(shí)例容易造成內(nèi)存泄漏：即一個(gè)類中如果你不能夠控制它其中內(nèi)部類的生命周期（譬如Activity中的一些特殊Handler等），則盡量使用靜態(tài)類和弱引用來處理（譬如ViewRoot的實(shí)現(xiàn)）。

警惕線程未終止造成的內(nèi)存泄露；譬如在 Activity 中關(guān)聯(lián)了一個(gè)生命周期超過 Activity 的 Thread，在退出 Activity 時(shí)切記結(jié)束線程。

一個(gè)典型的例子就是 HandlerThread 的 run 方法。該方法在這里是一個(gè)死循環(huán)，它不會(huì)自己結(jié)束，線程的生命周期超過了 Activity 生命周期，我們必須手動(dòng)在 Activity 的銷毀方法中中調(diào)用 thread.getLooper().quit() 才不會(huì)泄露。

對(duì)象的注冊(cè)與反注冊(cè)沒有成對(duì)出現(xiàn)造成的內(nèi)存泄露；譬如注冊(cè)廣播接收器、注冊(cè)觀察者（典型的譬如數(shù)據(jù)庫的監(jiān)聽）等。
創(chuàng)建與關(guān)閉沒有成對(duì)出現(xiàn)造成的泄露；譬如Cursor資源必須手動(dòng)關(guān)閉，WebView必須手動(dòng)銷毀，流等對(duì)象必須手動(dòng)關(guān)閉等。

避免代碼設(shè)計(jì)模式的錯(cuò)誤造成內(nèi)存泄露；譬如循環(huán)引用，A 持有 B，B 持有 C，C 持有 A，這樣的設(shè)計(jì)誰都得不到釋放。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。