面试季：Android 常见内存泄露问题盘点
作者：麦客奥德彪
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1. 前言
当我们开发安卓应用时，性能优化是非常重要的一个方面。一方面，优化可以提高应用的响应速度、降低卡顿率，从而提升用户体验；另一方面，优化也可以减少应用的资源占用，提高应用的稳定性和安全性，降低应用被杀死的概率，从而提高用户的满意度和留存率。
但是，对于许多开发者来说，安卓性能优化往往是一个比较棘手的问题。因为性能优化包罗万象，涉及的知识面也比较多，而内存泄露是最常见的一类性能问题，也是各类面试题中的常客，因此了解内存泄漏是每个安卓开发者应该具备的进阶技能。
本文就带大家盘点常见的内存泄漏问题。
2. 内存泄漏的本质
内存泄漏的本质就是对象引用未释放，当对象被创建时，如果没有被正确释放，那么这些对象就会一直占用内存，直到应用程序退出。例如，当一个Activity被销毁时，如果它还持有其他对象的引用，那么这些对象就无法被垃圾回收器回收，从而导致内存泄漏
当存在内存泄漏时，我们需要通过GCRoot来识别内存泄漏的对象和引用。
GCRoot是垃圾回收机制中的根节点，根节点包括虚拟机栈、本地方法栈、方法区中的类静态属性引用、活动线程等，这些对象被垃圾回收机制视为“活着的对象”，不会被回收。
当垃圾回收机制执行时，它会从GCRoot出发，遍历所有的对象引用，并标记所有活着的对象，未被标记的对象即为垃圾对象，将会被回收。
当存在内存泄漏时，垃圾回收机制无法回收一些已经不再使用的对象，这些对象仍然被引用，形成了一些GCRoot到内存泄漏对象的引用链，这些对象将无法被回收，导致内存泄漏。
通过查找内存泄漏对象和GCRoot之间的引用链，可以定位到内存泄漏的根源，进而解决内存泄漏问题,LeakCancry就是通过这个机制实现的。
一些常见的GCRoot包括：
虚拟机栈（Local Variable）中引用的对象。 方法区中静态属性（Static Variable）引用的对象。 JNI 引用的对象。 Java 线程（Thread）引用的对象。 Java 中的 synchronized 锁持有的对象。
什么情况会造成对象引用未释放呢？简单举几个例子：
匿名内部类造成的内存泄漏：匿名内部类通常会持有外部类的引用，如果外部类的生命周期比匿名内部类长，（更正一下，这里用生命周期不太恰当，当外部类被销毁时，内部类并不会自动销毁，因为内部类并不是外部类的成员变量，它们只是在外部类的作用域内创建的对象，所以内部类的销毁时机和外部类的销毁时机是不同的，所以会不会取决与对应对象是否存在被持有的引用）那么就会导致外部类无法被回收，从而导致内存泄漏。
静态变量持有Activity或Context的引用：如果一个静态变量持有Activity或Context的引用，那么这些Activity或Context就无法被垃圾回收器回收，从而导致内存泄漏。
未关闭的Cursor、Stream或者Bitmap对象：如果程序在使用Cursor、Stream或者Bitmap对象时没有正确关闭这些对象，那么这些对象就会一直占用内存，从而导致内存泄漏。
资源未释放：如果程序在使用系统资源时没有正确释放这些资源，例如未关闭数据库连接、未释放音频资源等，那么这些资源就会一直占用内存，从而导致内存泄漏。
接下来我们通过代码示例看一下各种常见内存泄露以及如何避免相关问题的最佳实践
3. 静态引用导致的内存泄漏
当一个对象被一个静态变量持有时，即使这个对象已经不再使用，也不会被垃圾回收器回收，这就会导致内存泄漏
public class MySingleton {
private static MySingleton instance;
private Context context;
private MySingleton(Context context) {
this.context = context;
}
public static MySingleton getInstance(Context context) {
if (instance == null) {
instance = new MySingleton(context);
}
return instance;
}
}
上面的代码中，MySingleton持有了一个Context对象的引用，而MySingleton是一个静态变量，导致即使这个对象已经不再使用，也不会被垃圾回收器回收。
最佳实践：如果需要使用静态变量，请注意在不需要时将其设置为null，以便及时释放内存。
4. 匿名内部类导致的内存泄漏
匿名内部类会隐式地持有外部类的引用，如果这个匿名内部类被持有了，就会导致外部类无法被垃圾回收。
public class MyActivity extends Activity {
private Button button;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
button = new Button(this);
button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// do something
}
});
setContentView(button);
}
}
匿名内部类OnClickListener持有了外部类MyActivity的引用，如果MyActivity被销毁之前，button没有被清除，就会导致MyActivity无法被垃圾回收。（此处可以将Button 看作是自己定义的一个对象，一般解法是将button对象置为空）
最佳实践：在Activity销毁时，应该将所有持有Activity引用的对象设置为null。
5. Handler引起的内存泄漏
Handler是在Android应用程序中常用的一种线程通信机制，如果Handler被错误地使用，就会导致内存泄漏。
public class MyActivity extends Activity {
private static final int MSG_WHAT = 1;
private Handler mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case MSG_WHAT:
// do something
break;
default:
super.handleMessage(msg);
}
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mHandler.sendEmptyMessageDelayed(MSG_WHAT, 1000 * 60 * 5);
}
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
// 在Activity销毁时，应该将Handler的消息队列清空，以避免内存泄漏。
mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
}
}
Handler持有了Activity的引用，如果Activity被销毁之前，Handler的消息队列中还有未处理的消息，就会导致Activity无法被垃圾回收。
最佳实践：在Activity销毁时，应该将Handler的消息队列清空，以避免内存泄漏。
6. Bitmap对象导致的内存泄漏
当一个Bitmap对象被创建时，它会占用大量内存，如果不及时释放，就会导致内存泄漏。
public class MyActivity extends Activity {
private Bitmap mBitmap;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// 加载一张大图
mBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.big_image);
}
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
// 释放Bitmap对象
mBitmap.recycle();
mBitmap = null;
}
}
当Activity被销毁时，Bitmap对象mBitmap应该被及时释放，否则就会导致内存泄漏。
最佳实践：当使用大量Bitmap对象时，应该及时回收不再使用的对象，避免内存泄漏。另外，可以考虑使用图片加载库来管理Bitmap对象，例如Glide、Picasso等。
7. 资源未关闭导致的内存泄漏
当使用一些系统资源时，例如文件、数据库等，如果不及时关闭，就可能导致内存泄漏。例如：
public void readFile(String filePath) throws IOException {
FileInputStream fis = null;
try {
fis = new FileInputStream(filePath);
// 读取文件...
} finally {
if (fis != null) {
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
上面的代码中，如果在读取文件之后没有及时关闭FileInputStream对象，就可能导致内存泄漏。
最佳实践：在使用一些系统资源时，例如文件、数据库等，要及时关闭相关对象，避免内存泄漏。
避免内存泄漏需要在编写代码时时刻注意，及时清理不再使用的对象，确保内存资源得到及时释放。 ,同时，可以使用一些工具来检测内存泄漏问题，例如Android Profiler、LeakCanary等。
8. WebView 内存泄漏
当使用WebView时，如果不及时释放，就可能导致内存泄漏
public class MyActivity extends Activity {
private WebView mWebView;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mWebView = findViewById(R.id.webview);
mWebView.loadUrl("https://www.example.com");
}
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
// 释放WebView对象
if (mWebView != null) {
mWebView.stopLoading();
mWebView.clearHistory();
mWebView.clearCache(true);
mWebView.loadUrl("about:blank");
mWebView.onPause();
mWebView.removeAllViews();
mWebView.destroy();
mWebView = null;
}
}
}
上面的代码中，当Activity销毁时，WebView对象应该被及时释放，否则就可能导致内存泄漏。
最佳实践：在使用WebView时，要及时释放WebView对象，可以在Activity销毁时调用WebView的destroy方法，同时也要清除WebView的历史记录、缓存等内容，以确保释放所有资源。
9. 监测工具
内存监视工具：Android Studio提供了内存监视工具，可以在开发过程中实时监视应用程序的内存使用情况，帮助开发者及时发现内存泄漏问题。 DDMS：Android SDK中的DDMS工具可以监视Android设备或模拟器的进程和线程，包括内存使用情况、堆栈跟踪等信息，可以用来诊断内存泄漏问题。 MAT：MAT（Memory Analyzer Tool）是一款基于Eclipse的内存分析工具，可以分析应用程序的堆内存使用情况，识别和定位内存泄漏问题。 腾讯的Matrix，也是非常好的一个开源项目，推荐大家使用
10. 总结
内存泄漏是指程序中的某些对象或资源没有被妥善地释放，从而导致内存占用不断增加，最终可能导致应用程序崩溃或系统运行缓慢等问题。
常见的内存泄漏问题和对应的最佳实践整理如下
| 问题 | 最佳实践 |
|---|---|
| 长时间持有Activity或Fragment对象导致的内存泄漏 | 及时释放Activity或Fragment对象 |
| 匿名内部类和非静态内部类导致的内存泄漏 | 避免匿名内部类和非静态内部类 |
| WebView持有Activity对象导致的内存泄漏 | 在使用WebView时，及时调用destroy方法 |
| 单例模式持有资源对象导致的内存泄漏 | 在单例模式中避免长时间持有资源对象 |
| 资源未关闭导致的内存泄漏 | 及时关闭资源对象 |
| 静态变量持有Context对象导致的内存泄漏 | 避免静态变量持有Context对象 |
| Handler持有外部类引用导致的内存泄漏 | 避免Handler持有外部类引用 |
| Bitmap占用大量内存导致的内存泄漏 | 在使用Bitmap时，及时释放内存 |
| 单例持有大量数据导致的内存泄漏 | 避免单例持有大量数据 |
-- END --
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