内存泄露实例分析 -- Android内存优化第四弹

引言

前文内存分析工具集中介绍了一系列的内存分析工具及其基本使用, 诸如Memory Monitor, HPROF Viewer, MAT等等. 实际上了解了工具的使用, 我们就已经掌握了如何分析内存问题了.

为了能对工具的使用更加深入, 本篇将一个代码片段为例, 从时序的角度讲解下如何使用这些工具来分析一个内存泄露.

系列文:
1.GC那些事儿
2.Android的内存管理
3.内存分析工具
4.内存泄露实例分析

1, 例子

假设有一个单例的ListenerManager, 可以add / remove Listener, 有一个Activity, 实现了该listener, 且这个Activity中持有大对象BigObject, BigObject中包含一个大的字符串数组和一个Bitmap List.

代码片段如下:

ListenerManager

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
public class ListenerManager {
private static ListenerManager sInstance;
private ListenerManager() {}
private List<SampleListener> listeners = new ArrayList<>();
public static ListenerManager getInstance() {
if (sInstance == null) {
sInstance = new ListenerManager();
}
return sInstance;
}
public void addListener(SampleListener listener) {
listeners.add(listener);
}
public void removeListener(SampleListener listener) {
listeners.remove(listener);
}
}

MemoryLeakActivity

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
public class MemoryLeakActivity extends AppCompatActivity implements SampleListener {
private BigObject mBigObject = new BigObject();
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_memory_leak);
ListenerManager.getInstance().addListener(this);
}
@Override
public void doSomething() {
}
}

具体代码参看Github.

2, 使用Android Studio的自带工具来分析

根据前文的工具介绍, Android Studio自带了Memory Monitor, HPROF Viewer & Analyzer来分析内存使用及内存问题.

2.1 查看Memory使用, 并导出hprof文件

启动我们要检测的Activity(MemoryLeakActivity), 然后退出, 在monitor中查看内存变化:

2.2 在HPROF Viewer界面, 开始分析

第一步

点击”Analyzer Tasks”视图中的启动按钮, 启动分析

第二步

查看”Analysis Result”中的分析结果, 点击”Leaked Activityes”中的具体实例, 该实例的引用关系将会展示在”Reference Tree”视图中.

第三步

根据”Reference Tree”视图中的引用关系找到是谁让这个leak的activity活着的, 也就是谁Dominate这个activity对象.

此例中, 比较简单, 可以很清晰看到是ListenerManager的静态单例sInstance最终支配了MemoryLeakActivity. sIntance连接到GC Roots, 故而导致MemoryLeakActivity GC Roots可达, 无法被回收.

关于Dominate, GC Roots, GC Roots可达, 活对象等概念, 请结合前两篇的理论文1, 2观看.

2.3 使用Heap Viewer查看内存消耗

上述步骤, 可以让我们快速定位可能的内存泄露. 当然, 内存问题, 除了内存泄露, 还有内存消耗过大. 我们可以在Heap Viewer中查看分析内存的消耗点, 如下:

3, MAT让我们看的更多

就单纯的分析Android App的内存使用和内存泄露来说, 个人觉得Android Studio自带的工具已经足够好了, 而且再持续变得更好, 也更便于Android的开发人员去理解. 故而其实一开始在Android性能分析工具一文中, 我就没有详细去提MAT. 相对与Android Studio中的Memory Monitor, HPROF工具来说, MAT的使用显得更加生涩, 难以理解.

关于MAT的帮助文档, 个人翻译了一份, 需要的同学戳这里.

当然, 如果我们想对内存的使用相关知识了解得更多, 还是有必要了解下MAT的…
下面我们以几个角度来了解下MAT的基本使用:

再次:
Android Studio导出的hprof文件需要转换下才可以在MAT中使用.

1
$ hprof-conv com.anly.samples_2016.10.31_15.07.hprof mat.hprof

3.1 Histogram视图定位内存消耗

MAT中很多视图的第一行, 都可以输入正则, 来匹配我们关注的对象实例.

3.2 Dominate Tree视图查看支配关系

3.3 使用OQL查询相关对象

对于Android App开发来说, 大部分的内存问题都跟四大组件, 尤其是Activity相关, 故而我们会想查出所有Activity实例的内存占用情况, 可以使用OQL来查询:

具体OQL语法看这里.

3.4 GC路径定位问题

上面几个视图都可以让我们很快速的找到内存的消耗点, 接下来我们要分析的就是为何这些个大对象没有被回收.

根据第一弹:GC那些事儿所言, 对象没有被回收是因为他有到GC Roots的可达路径. 那么我们就来分析下这条路径(Path to GC Roots), 看看是谁在这条路中”搭桥”.

如下, 进入该对象的”path2gc”视图:
Slice 1

同样, 与HPROF Analyzer异曲同工, 找出了是ListenerManager的静态实例导致了MemoryLeakActivity无法回收.

4, LeakCanary让内存泄露无处可藏

大道至简, 程序员都应该”懒”, 故而我们都希望有更方便快捷的方式让我们发现内存泄露. 伟大的square发挥了这一优良传统, LeakCanary面世.

4.1 加入LeakCanary

app的build.gradle中加入:

1
2
3
4
5
dependencies {
debugCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.5'
releaseCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.5'
testCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.5'
}

Application中加入:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
public class SampleApplication extends Application {
@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
LeakCanary.install(this);
}
}

4.2 操作要检测的界面, 查看结果

当发生可疑内存泄露时, 会在桌面生成一个”Leaks”的图标, 点击进去可以看到内存泄露的疑点报告:

可以看到, 结果与前二者的分析结果”惊人”一致, 不一致就出事儿了, :)

足够方便且直观吧, 赶快用起来吧.
当然, 内存问题不仅仅是内存泄露, 还有内存占用过多等, 这时我们就需要借助前两种工具了.

结语

综上, 建议LeakCanary集成作为App的必选项, 大多数情况下我们可以用LeakCanary结合Android Studio自带的工具分析内存问题.

如果有精力, 还是建议深入了解下MAT, 能让我们更深入了解GC的机制, 相关概念, MAT还有很多更高端的功能值得我们探索, 例如Heap比较等.

其实, 内存问题的分析, 无外乎分析对象的内存占用(Retained Size), 找出Retained Size大的对象, 找到其直接支配(Immediate Dominator), 跟踪其GC可达路径(Path to GC Roots), 从而找到是谁让这个大对象活着. 找到问题症结, 对症下药.