LeakCanary
一个内存泄漏检测库，适用于Android和Java环境
“A small leak will sink a great ship.” - Benjamin Franklin
小漏不补沉大船
使用效果如下图：
demo效果截图.png
接入步骤如下：
在你项目对应 build.gradle添加:
dependencies {
debugCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.5.1'
releaseCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.5.1'
testCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.5.1'
}
在你项目对应 Application 添加初始化:
public class ExampleApplication extends Application {
@Override public void onCreate() {
super.onCreate();
if (LeakCanary.isInAnalyzerProcess(this)) {
// This process is dedicated to LeakCanary for heap analysis.
// You should not init your app in this process.
return;
}
LeakCanary.install(this);
// Normal app init code...
}
}
接入完成! LeakCanary在发现内存泄漏的时候会弹出通直栏以及创建一个快捷方式，每个泄漏对应一个快捷方式，快捷方式图标图标如下：有问题请点击!
内存泄露图标.png
LeakCanray实现原理
基础概念
ActivityLifecycleCallbacks
public interface ActivityLifecycleCallbacks {
void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState);
void onActivityStarted(Activity activity);
void onActivityResumed(Activity activity);
void onActivityPaused(Activity activity);
void onActivityStopped(Activity activity);
void onActivitySaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState);
void onActivityDestroyed(Activity activity);
}
Application通过此接口提供了一套回调方法，用于让开发者对Activity的生命周期事件进行集中处理,可用于替换runningProcess或者runningTasks，判断 app 是否在后台运行
Android 4.0 (API Level 14) 引入
Java对象的强、软、弱和虚引用
强引用（StrongReference）
强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。
软引用（SoftReference）
如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存（下文给出示例）。软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。
弱引用（WeakReference）
弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。
虚引用（PhantomReference）
“虚引用”顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列 （ReferenceQueue）联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之 关联的引用队列中。
工作机制
在LeakCannary检测泄露主要分三步:
1.关联需要监听的对象 leakcanary-android
2.检测监听对象是否存在泄露嫌疑，如果存在嫌疑，就dump出内存快照到*.hprof文件 leakcanary-watcher
3.通过分析*.hprof文件确认是否真正泄露，泄露了就保存并展示结果 leakcanary-analyzer
关联监听对象关键类ActivityRefWatcher
默认情况下，我们监听的是项目里的Activity.
利用ActivityLifecycleCallbacks的监听所有Activity生命周期，在Activity被销毁时进行泄露检测
private final Application.ActivityLifecycleCallbacks lifecycleCallbacks =
new Application.ActivityLifecycleCallbacks() {
@Override public void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState) {
}
@Override public void onActivityStarted(Activity activity) {
}
@Override public void onActivityResumed(Activity activity) {
}
@Override public void onActivityPaused(Activity activity) {
}
@Override public void onActivityStopped(Activity activity) {
}
@Override public void onActivitySaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState) {
}
@Override public void onActivityDestroyed(Activity activity) {
// 最关键的，activity被销毁时，进行检查
ActivityRefWatcher.this.onActivityDestroyed(activity);
}
};
我们也可以使用RefWatcher关联其他任何我们想要监听的对象：
// 使用 RefWatcher 监控 Fragment：
public abstract class BaseFragment extends Fragment {
@Override public void onDestroy() {
super.onDestroy();
RefWatcher refWatcher = ExampleApplication.getRefWatcher(getActivity());
refWatcher.watch(this); // watch传入的是Object对象
}
}
确认是否进行分析，关键类RefWatcher
我们知道弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。
LeakCanary利用弱引用这个特性，将要监听的对象和ReferenceQueue队列联合使用，如果对象被垃圾系统回收，就会放到队列里，就可以利用这个队列找出没有被回收的对象，没有被回收的则怀疑可能发生了内存泄露，如下面的removeWeaklyReachableReferences()
// 这个方法执行完，retainedKeys列表里就剩下没有被系统回收的
private void removeWeaklyReachableReferences() {
// WeakReferences are enqueued as soon as the object to which they point to becomes weakly
// reachable. This is before finalization or garbage collection has actually happened.
// queue里装的都算被垃圾系统回收的
KeyedWeakReference ref;
while ((ref = (KeyedWeakReference) queue.poll()) != null) {
retainedKeys.remove(ref.key); // 删除已经被系统回收
}
}
下面看完整的流程，主要在ensureGone()里
Retryable.Result ensureGone(final KeyedWeakReference reference, final long watchStartNanoTime) {
long gcStartNanoTime = System.nanoTime();
long watchDurationMs = NANOSECONDS.toMillis(gcStartNanoTime - watchStartNanoTime);
// 1.删除已经被系统回收的对象
removeWeaklyReachableReferences();
if (debuggerControl.isDebuggerAttached()) {
// The debugger can create false leaks.
return RETRY;
}
// 2.判断没被回收的列表retainedKeys是否有reference对象
if (gone(reference)) {
return DONE;
}
// 3.调用gc
gcTrigger.runGc();
// 4.再次删除已经被系统回收的对象
removeWeaklyReachableReferences();
if (!gone(reference)) {
// 5.retainedKeys列表里存在reference对象，存在泄漏嫌疑
long startDumpHeap = System.nanoTime();
long gcDurationMs = NANOSECONDS.toMillis(startDumpHeap - gcStartNanoTime);
// 6.dump出内存快照到*.hprof文件
File heapDumpFile = heapDumper.dumpHeap();
if (heapDumpFile == RETRY_LATER) {
// Could not dump the heap.
return RETRY;
}
long heapDumpDurationMs = NANOSECONDS.toMillis(System.nanoTime() - startDumpHeap);
// 7.触发对.hprof文件进行分析
heapdumpListener.analyze(
new HeapDump(heapDumpFile, reference.key, reference.name, excludedRefs, watchDurationMs,
gcDurationMs, heapDumpDurationMs));
}
return DONE;
}
private boolean gone(KeyedWeakReference reference) {
return !retainedKeys.contains(reference.key);
}
分析*.hprof文件，找到泄露对象，并展示
ServiceHeapDumpListener实现了HeapDump.Listener接口,当RefWatcher发现可疑引用的之后，它将dump出来的*.hprof文件通过ServiceHeapDumpListener传递到HeapAnalyzerService
HeapAnalyzerService它主要是通过HeapAnalyzer.checkForLeak分析对象的引用，计算出到GC root的最短强引用路径。然后将分析结果传递给DisplayLeakService
public AnalysisResult checkForLeak(File heapDumpFile, String referenceKey) {
long analysisStartNanoTime = System.nanoTime();
// 判断*.hprof是否存在
if (!heapDumpFile.exists()) {
Exception exception = new IllegalArgumentException("File does not exist: " + heapDumpFile);
return failure(exception, since(analysisStartNanoTime));
}
try {
// 利用HAHA（基于MAT的堆栈解析库）将之前dump出来的内存文件解析成Snapshot对象
HprofBuffer buffer = new MemoryMappedFileBuffer(heapDumpFile);
HprofParser parser = new HprofParser(buffer);
Snapshot snapshot = parser.parse();
deduplicateGcRoots(snapshot);
// 找到泄露对象，LeakCanary通过被泄漏对象的弱引用来在Snapshot中定位它。
// 如果一个对象被泄漏，一定也可以在内存中找到这个对象的弱引用，再通过弱引用对象的referent就可以直接定位被泄漏对象
Instance leakingRef = findLeakingReference(referenceKey, snapshot);
// False alarm, weak reference was cleared in between key check and heap dump.
if (leakingRef == null) {
return noLeak(since(analysisStartNanoTime));
}
// 计算出一条有效的到被泄漏对象的最短的引用
return findLeakTrace(analysisStartNanoTime, snapshot, leakingRef);
} catch (Throwable e) {
return failure(e, since(analysisStartNanoTime));
}
}
DisplayLeakService继承了AbstractAnalysisResultService。它主要是用来处理分析结果，将结果写入文件，然后在通知栏报警
// listenerClassName对应的就是DisplayLeakService
AbstractAnalysisResultService.sendResultToListener(this, listenerClassName, heapDump, result);
下面是以上步骤的时序图
泄漏监听时序图.jpg
泄漏处理时序图.jpg
其他说明
LeakCanary提供了ExcludedRefs来灵活控制是否需要将一些对象排除在考虑之外，因为在Android Framework,手机厂商rom自身也存在一些内存泄漏，对于开发者来说这些泄漏是我们无能为力的，所以在AndroidExcludedRefs中定义了很多排除考虑的类
未完待续。。。
风格：
1、所有接口内部都有个一个默认的实现
2、final类
3、没有util,Preconditions,AndroidDebuggerControl
4、import方式import static com.squareup.leakcanary.AnalysisResult.leakDetected
参考文章
http://www.jianshu.com/p/5032c52c6b0a
http://coolpers.github.io/leakcanary%7Cmat/2015/06/04/LeakCanary-Brief.html
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