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Activity内存泄漏时包含的view还有没有的救?

Activity内存泄漏时包含的view还有没有的救?

作者: YocnZhao | 来源:发表于2022-04-07 11:47 被阅读0次

    内存泄漏时兜底方案

    在看Android内存优化杂谈的时候看到一个 通过兜底回收内存的解决方案:

    Activity泄漏会导致该Activity引用到的Bitmap、DrawingCache等无法释放,对内存造成大的压力,兜底回收是指对于已泄漏Activity,尝试回收其持有的资源,泄漏的仅仅是一个Activity空壳,从而降低对内存的压力。
    做法也非常简单,在Activity onDestory时候从view的rootview开始,递归释放所有子view涉及的图片,背景,DrawingCache,监听器等等资源,让Activity成为一个不占资源的空壳,泄露了也不会导致图片资源被持有。

       …
       …
       Drawable d = iv.getDrawable();
       if (d != null) {
           d.setCallback(null);
       }        
       iv.setImageDrawable(null);
       ...
       ...
    

    在不保证项目不出现内存泄漏的问题的情况下,保底回收Activity或者Fragment中的所有drawable,内存这个东西嘛,能救回来一点是一点。

    这里的题外话,不是说内存泄漏的检测不重要,在聊起来的时候总有人跟我说起来不是应该去解决内存泄漏吗?为什么要搞这个。如果你能保证你的项目在经过多年迭代、重构、不同水平层次的开发人员维护、后半夜上线不清醒的情况下修改点什么东西等等等等,这样的情况下保证一点内存泄漏的问题都没有的话,那当然当我没说。

    这里做的处理是检测到Activity或者Fragment leaking之后,遍历所有持有的子view,释放占内存大户也就是view持有的图片背景资源,当然不限于drawable,如果还持有一些其他的该释放但是未释放的比如播放器资源,文件句柄文件流网络流也是可以根据情况来释放掉的。

    说道这里其实我们可以提出一些疑问:

    1. 上述方案是在确定泄露的情况下做的,如何检测内存泄漏?
    2. 为什么不直接释放view而是释放掉drawable?

    如何检测内存泄漏

    说起检测内存泄漏就不能不提leakcanary,腾讯的Matrix的内存泄漏也是借鉴的它的原理。这里只简单剖析原理并实现一个最简单的leaking检测,不涉及到hprof的获取与分析。

    leakcanary的原理

    1. onDestroy的时候通过ReferenceQueue创建WeakReference,并为它设置一个Key,存到Set中。
    2. 等待5s后尝试从ReferenceQueue中查找此WeakReference,找到就从Set中移除,不成功则GC后再试一次。
    3. 查看此Key是否还在Set中存在,如果存在则认为是泄漏。

    上述的步骤就是它检测内存泄漏的工作原理,使用了带ReferenceQueueWeakReference的构造方法来创建弱引用,当目标对象只有WeakReference持有的情况下就可以被GC回收,回收之后会放到ReferenceQueue中。所以只要检测会不会出现在ReferenceQueue中就知道有没有被回收。

    最简单的leakcanary工程

    根据上面的leakcanary的原理,我们可以实现一个最简单的leakcanary,用来检测某个对象的内存泄漏,这个对象可以不止是activity,也可以是其他的对象比如包含的view或者drawable是否有泄漏,这样一个工具可以对我们本篇文章中的内容做实践上的支持。
    主要的核心代码如下:

    public class RefWatcher {
        private final GcTrigger gcTrigger;
        private final Set<String> retainedKeys;
        private final ReferenceQueue<Object> queue;
    
        public RefWatcher() {
            retainedKeys = new CopyOnWriteArraySet<>();
            queue = new ReferenceQueue<>();
            this.gcTrigger = GcTrigger.DEFAULT;
        }
    
    // Activity destory的时候调用此方法,用来观察目标对象是否回收
        public void watch(Object watchedReference, final String referenceName) {
            final long watchStartNanoTime = System.nanoTime();
            String key = UUID.randomUUID().toString();
            retainedKeys.add(key);
            final KeyedWeakReference reference = new KeyedWeakReference(watchedReference, key, referenceName, queue);
            new Handler().postDelayed(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    ensureGone(reference, referenceName, watchStartNanoTime);
                }
            }, 5000);
        }
    
        void ensureGone(final KeyedWeakReference reference, String referenceName, final long watchStartNanoTime) {
            long gcStartNanoTime = System.nanoTime();
            long watchDurationMs = NANOSECONDS.toMillis(gcStartNanoTime - watchStartNanoTime);
    
            removeWeaklyReachableReferences();
    
            if (gone(reference)) {
                return;
            }
            gcTrigger.runGc();
            removeWeaklyReachableReferences();
            if (!gone(reference)) {
                //do HeapDump, HeapAnalyzer
            }
            return;
        }
    
        private boolean gone(KeyedWeakReference reference) {
            return !retainedKeys.contains(reference.key);
        }
    
        private void removeWeaklyReachableReferences() {
    // 因为一旦一个对象只有当前类中的弱引用持有的情况下,gc的时候会回收掉这个对象并且对象会被放到queue中,如果queue中有对象说明此对象已经被回收了,从retainedKeys中移除掉。
            KeyedWeakReference ref;
            while ((ref = (KeyedWeakReference) queue.poll()) != null) {
                retainedKeys.remove(ref.key);
            }
        }
    }
    

    原理上面说的很清晰了,可以结合代码中的注释加深理解。
    更加详细的代码可以查看SimpleLeakCanary,可以直接clone下来run一下。
    同样可以用来检测回收drawable代码是否有效,具体可以查看DrawableRefWatcher
    针对activity中的某一个drawable,在加了上面回收drawable的代码和不加的情况下看针对drawable的内存泄漏是否有效。

    为什么不直接释放view

    上面的解决方案是在内存泄漏发生的时候回收释放activity中所有的drawable来实现的。其实我们很容易就想到,为什么不直接释放view而要去释放drawable呢?
    我们盲猜,那肯定是因为释放drawable容易,因为drawable的引用链比较单一,无非是有个view引用了这个drawable导致它无法释放。
    那如果是view呢?它的引用链是什么样的呢?我们怎么能看到一个view的GC引用链呢?

    MAT的使用

    MAT是个很好的工具,下载链接在Memory Analyzer (MAT),其实用过eclipse开发Android的年代,很多人应该对他都很熟悉,这里不详细介绍它的用法,更详细的用法可以来看高爷的 Android 内存优化 (1) - MAT 使用入门,可以看到更多高阶的MAT的用法。

    我这里只是抛砖引玉,针对使用MAT如何查看一个view的所有引用路径。

    1. 找一个目标view,我这里使用了一个自定义view叫TestLeakingView,这样可以更方便的在MAT中定位它。
    2. dump一份内存快照,可以用AndroidStudio的profiler,在左侧点Capture heap dump,等一两秒会生成一份内存快照文件。
      dump.png
    3. 将AndroidStudio生成的hprof文件转换成MAT使用的标准格式,可以借助Android SDK下的hprof-conv工具来做转换,我mac下目录为/Users/yocn/Library/Android/sdk/platform-tools/hprof-conv,用法为 hprof-conv in.hprof out.hprof,得到的out.hprof就是标准的hprof文件

    如果找不到自己的SDK目录,可以使用where命令来查找,能看到如下的结果:

    where
    1. 使用MAT打开转换之后的标准hprof文件。

    这也不展开MAT的用法或者兼容性问题,提醒mac最新版MAT需要java-11,在 显示包内容 -> Contents -> Info.plist 文件中配置成自己的java11的路径。

    <string>-vm</string><string>/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-11.jdk/Contents/Home/bin/java</string>
    

    这里打开dominator_tree,找到我们自定义的TestLeakingView,右键找到Merge Shortest Path to GC root,选择with all references可以看到下图:

    MAT_0.png

    RenderNode是硬件加速相关的类,可以参考使用Android RenderNode加速绘制

    可以看到单个view起码被以上的几条路径引用,包括window中的view树,上下文context的引用。这些都是framework控制和显示view的基础,所以还是很难做剥离的。

    释放view的尝试

    其实我看到上面的view的引用的时候也是尝试过一些view的释放。按照上面的引用路径做一些尝试:

    • 从view树中移除
    • 移除mContext引用

    效果其实不是很理想,这里不赘述尝试的方法,尤其是高版本的Android做了一些hide的API和反射方法的限制之后,其实这些尝试没有什么意义,只是作为思路上的发散,做一些可能性上的探索,如此而已。

    总结:

    1. 内存泄漏下兜底方案释放drawable是可行的,可以选择性的使用此方案
    2. leakcanary借助了ReferenceQueue来做内存泄漏的检测
    3. 可以自己实现leakcanary用来做更小粒度的对象的内存泄漏的检测,比如view或者drawable
    4. 使用MAT来检测view的引用链,解释为什么释放drawable而不是view
    5. 是否可以做view的内存泄漏释放思路的发散及探索

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