Android性能优化:内存泄露&解决方案

**版权声明：本文为Carson_Ho原创文章，转载请注明出处！

目录

一、简介

即ML(Memory Leak)
指程序在申请内存后，当内存不需要使用但却无法被释放&归还给程序的现象。

二、对应用程序的影响

容易使得应用程序发生内存溢出,即OOM

内存溢出简介:

三、发生内存泄露的本质原因

具体描述

特别注意
从机制上的角度来说，由于Java存在垃圾回收机制(GC)，理应不存在内存泄露；出现内存泄露的原因仅仅是外部认为原因=无意识地持有对象引用，使得持有引用者的生命周期>被引用者的生命周期从而当后者需要结束生命周期被销毁时，无法正确回收。

四、储备知识:Android内存管理机制

4.1简介

下面，将针对回收 进程、对象 、变量的内存分配 & 回收进行详细讲解
4.2针对进程的内存策略
a.内存分配策略
由ActivityManagerService集中管理所有进程的内存分配
b.内存回收策略
步骤1:Application Framework决定回收的进程类型
Android中的进程是托管的;当进程空间紧张时，会按进程优先级低->>高的顺序 自动回收进程
Android将进程分为5个优先等级，具体如下:
步骤2：Linux内核真正回收具体进程

• 1.ActivityManagerService 对 所有进程进行评分（评分存放在变量adj中）
• 2.更新评分到Linux 内核
• 3.由Linux 内核完成真正的内存回收

4.2针对对象、变量的内存策略
Android的对于对象、变量的内存策略同 Java
内存管理 = 对象 / 变量的内存分配 + 内存释放
a.内存分配策略

• 对象/变量的内存分配由程序自动负责

• 共有3种:静态分配、栈式分配、&堆式分配，分别面向静态变量、局部变量&对象实例
  

  具体介绍如下 注：用1个实例讲解 内存分配

public class Sample {    
int s1 = 0;
Sample mSample1 = new Sample();   

// 方法中的局部变量s2、mSample2存放在 栈内存
// 变量mSample2所指向的对象实例存放在 堆内存
  // 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中
public void method() {        
    int s2 = 0;
    Sample mSample2 = new Sample();
}
}
// 变量mSample3所指向的对象实例存放在堆内存
// 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中
Sample mSample3 = new Sample();

b.内存释放策略
对象 / 变量的内存释放 由Java垃圾回收器（GC） / 帧栈 负责
此处主要讲解对象分配（即堆式分配）的内存释放策略 = Java垃圾回收器（GC）
Java垃圾回收器（GC）的内存释放 = 垃圾回收算法，主要包括：

• 具体介绍如下 5.常见的内存泄露原因&解决方案

常见引发内存泄露原因主要有:

• 1.集合类
• 2.static关键字修饰的成员变量
• 3.非静态内部类/匿名类
• 4.资源对象使用后未关闭
  下面，我将详细介绍每个引发内存泄露的原因

5.1 集合类

• 内存泄露原因
  集合类 添加元素后，仍引用着集合元素对象，导致该集合元素对象不可被回收，从而导致内存泄露
• 实例演示

// 通过 循环申请Object 对象 & 将申请的对象逐个放入到集合List
List<Object> objectList = new ArrayList<>();        
   for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Object o = new Object();
        objectList.add(o);
        o = null;
    }
// 虽释放了集合元素引用的本身：o=null）
// 但集合List 仍然引用该对象，故垃圾回收器GC 依然不可回收该对象

• 解决方案
  集合类 添加集合元素对象 后，在使用后必须从集合中删除，由于1个集合中有许多元素，故最简单的方法 = 清空集合对象 & 设置为null。

// 释放objectList
objectList.clear();
objectList=null;

5.2 Static 关键字修饰的成员变量

• 储备知识
  被 Static 关键字修饰的成员变量的生命周期 = 应用程序的生命周期
• 泄露原因
  若使被 Static 关键字修饰的成员变量 引用耗费资源过多的实例（如Context），则容易出现该成员变量的生命周期 > 引用实例生命周期的情况，当引用实例需结束生命周期销毁时，会因静态变量的持有而无法被回收，从而出现内存泄露。
• 实例讲解

public class ClassName {
    // 定义1个静态变量
    private static Context mContext;
    //...
    // 引用的是Activity的context
    mContext = context; 

   // 当Activity需销毁时，由于mContext = 静态 & 生命周期 = 应用程序的生命周期，故 Activity无法被回收，从而出现内存泄露

}

• 解决方案

1. 尽量避免 Static 成员变量引用资源耗费过多的实例（如 Context），若需引用 Context，则尽量使用Applicaiton的Context。

2.使用 弱引用（WeakReference） 代替 强引用 持有实例
注:静态成员变量有个非常典型的例子 = 单例模式

• 储备知识
  单例模式 由于其静态特性，其生命周期的长度 = 应用程序的生命周期
• 泄露原因
  若1个对象已不需再使用 而单例对象还持有该对象的引用，那么该对象将不能被正常回收 从而 导致内存泄漏
• 实例演示
  // 创建单例时，需传入一个Context
  // 若传入的是Activity的Context，此时单例 则持有该Activity的引用
  // 由于单例一直持有该Activity的引用（直到整个应用生命周期结束），即使该Activity退出，该Activity的内存也不会被回收
  // 特别是一些庞大的Activity，此处非常容易导致OOM

public class SingleInstanceClass {    
private static SingleInstanceClass instance;    
private Context mContext;    
private SingleInstanceClass(Context context) {        
    this.mContext = context; // 传递的是Activity的context
}  

public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {        
    if (instance == null) {
        instance = new SingleInstanceClass(context);
    }        
    return instance;
}

• 解决方案
  单例模式引用的对象的生命周期 = 应用的生命周期
  如上述实例，应传递Application的Context，因Application的生命周期 = 整个应用的生命周期

public class SingleInstanceClass {    
private static SingleInstanceClass instance;    
private Context mContext;    
private SingleInstanceClass(Context context) {        
    this.mContext = context.getApplicationContext(); // 传递的是Application 的context
}    

public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {        
    if (instance == null) {
        instance = new SingleInstanceClass(context);
    }        
    return instance;
}

5.3非静态内部类 / 匿名类

• 储备知识
  非静态内部类 / 匿名类 默认持有 外部类的引用；而静态内部类则不会
• 常见情况
  3种，分别是：非静态内部类的实例 = 静态、多线程、消息传递机制（Handler）
  5.3.1 非静态内部类的实例 = 静态
• 泄露原因
  若 非静态内部类所创建的实例 = 静态（其生命周期 = 应用的生命周期），会因 非静态内部类默认持有外部类的引用 而导致外部类无法释放，最终 造成内存泄露。即 外部类中 持有 非静态内部类的静态对象。
• 实例演示

// 背景：
a. 在启动频繁的Activity中，为了避免重复创建相同的数据资源，会在Activity内部创建一个非静态内部类的单例
b. 每次启动Activity时都会使用该单例的数据

public class TestActivity extends AppCompatActivity {  

// 非静态内部类的实例的引用
// 注：设置为静态  
public static InnerClass innerClass = null; 

@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {        
    super.onCreate(savedInstanceState);   

    // 保证非静态内部类的实例只有1个
    if (innerClass == null)
        innerClass = new InnerClass();
}

// 非静态内部类的定义    
private class InnerClass {        
    //...
}
}

// 造成内存泄露的原因：
// a. 当TestActivity销毁时，因非静态内部类单例的引用（innerClass）的生命周期 = 应用App的生命周期、持有外部类TestActivity的引用
// b. 故 TestActivity无法被GC回收，从而导致内存泄漏

• 解决方案

1. 将非静态内部类设置为：静态内部类（静态内部类默认不持有外部类的引用）
   2.该内部类抽取出来封装成一个单例
   3.尽量 避免 非静态内部类所创建的实例 = 静态

若需使用Context，建议使用 Application 的 Context
5.3.2 多线程：AsyncTask、实现Runnable接口、继承Thread类

• 储备知识
  多线程的使用方法 = 非静态内部类 / 匿名类；即 线程类 属于 非静态内部类 / 匿名类
• 泄露原因
  当 工作线程正在处理任务 & 外部类需销毁时， 由于工作线程实例 持有外部类引用，将使得外部类无法被垃圾回收器（GC）回收，从而造成 内存泄露。