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一个优秀程序员不可避免的问题:内存泄漏

前言

内存泄漏,一个说大不大说下不小的瑕疵。作为开发者,我们都很清楚内存泄漏是我们代码问题导致的。但是话说回来,泄漏后果会很严重嘛?这不好说,如果我们不泄漏Bitmap这种大内存的对象,那么修补内存泄漏就像鸡肋一样,“食之无味,弃之可惜”。 就比如说我们项目组,近2000w的DAU,只要不明显影响用户体验,一切以上需求为主…

但是这作为一个996福报码农,不能只挖坑,不填坑,毕竟技术债都是要还的。所以今天咱们来聊一聊Android中的内存泄漏。这篇文章总结翻译了外国友人的一篇文章:原文如下

techbeacon.com/app-dev-tes…

一、理论

先上一张图:

解释一下这张图,每个Android(或Java)应用程序都有一个起点(GC Root),从这个点中实例化对象、调用方法。。一些对象直接引用GC Root,另一些对象又引用了这些对象。因此,形成了引用链,就像上图一样。因此垃圾收集器从GC Root开始并遍历直接或间接链接到GC Root的对象。在此过程结束时,脱离GC Root的对象/对象链将被回收。

接下来咱们再想另一个问题:

什么是内存泄漏?

有了上图,理解内存泄漏的概念就很简单,说白了就是:长生命周期对象A持有了短生命周期的对象B,那么只要A不脱离GC Root的链,那么B对象永远没有可能被回收,因此B就泄漏了。

有什么危害?

危害的话,如开篇所说。如果泄漏的内存很小,几字节,几kb….对于现在的机器性能,就像星爵打灭霸…“伤害”基本无视。但是如果泄漏的足够多,普通的GC无法回收这些泄漏的内存,那么堆将持续增加,当堆足够大的时候,就会触发“stop-the-world” GC,直接在主线程进行耗时的GC。

主线程进行耗时操作,每一个android开发者都明白这意味着什么….

所以内存泄漏足够严重,其危害还是很严重的。

二、实践

对于我们日常开发来说,有比较多的场景稍不注意就会存在内存泄漏的风险。让我们一起留意一下:

2.1、内部类Inner classes

内部类存在内存泄漏的风险,是一个老生常谈的话题。说白了就是因为我们在new一个内部类时,编译器会在编译时让这个内部类的实例持有外部对象。

这也就是,为啥我们的内部类可以引用到外部类变量、方法的原因。

上段代码:

public class BadActivity extends Activity {

    private TextView mMessageView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.layout_bad_activity);
        mMessageView = (TextView) findViewById(R.id.messageView);

        new LongRunningTask().execute();
    }

    private class LongRunningTask extends AsyncTask<Void, Void, String> {

        @Override
        protected String doInBackground(Void... params) {
            return "Am finally done!";
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(String result) {
            mMessageView.setText(result);
        }
    }
}
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大家应该都能看出这里的问题吧。作为非静态内部类的LongRunningTask,会持有BadActivity。并且LongRunningTask是一个长时间任务,也就是说,在这个任务没有完成时,BadActivity是不会被回收的,因此我们的BadActivity就被泄漏了。那么怎么改呢?

解决原理

首先我不能让LongRunningTask持有BadActivity。那么我们需要使用静态内部类(static class)。这样的确不会持有BadActivity,但是问题来了,我们LongRunningTask不持有BadActivity,也就意味着没办法引用到BadActivity中的变量,那么我们的更新UI的操作就做不了,也就是说还是要显示的传一个BadActivity中我们需要的变量进来…但是这样有造成了同样的泄漏问题。

因此,我们需要对传入的变量使用WeakReference进行包一层。但发生GC的时候,告诉GC收集器“我”可以被回收。

上改造后的代码:

public class GoodActivity extends Activity {

    private AsyncTask mLongRunningTask;
    private TextView mMessageView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.layout_good_activity);
        mMessageView = (TextView) findViewById(R.id.messageView);

        mLongRunningTask = new LongRunningTask(mMessageView).execute();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        mLongRunningTask.cancel(true);
    }

    private static class LongRunningTask extends AsyncTask<Void, Void, String> {

        private final WeakReference<TextView> messageViewReference;

        public LongRunningTask(TextView messageView) {
            this.messageViewReference = new WeakReference<>(messageView);
        }

        @Override
        protected String doInBackground(Void... params) {
            String message = null;
            if (!isCancelled()) {
                message = "I am finally done!";
            }
            return message;
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(String result) {
            TextView view = messageViewReference.get();
            if (view != null) {
                view.setText(result);
            }
        }
    }
}
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2.2、匿名类 Anonymous classes

这一类和2.1很类似。本质都是持有外部对象的引用。

上一段很常见的代码:

public class MoviesActivity extends Activity {

    private TextView mNoOfMoviesThisWeek;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.layout_movies_activity);
        mNoOfMoviesThisWeek = (TextView) findViewById(R.id.no_of_movies_text_view);

        MoviesRepository repository = ((MoviesApp) getApplication()).getRepository();
        repository.getMoviesThisWeek()
                .enqueue(new Callback<List<Movie>>() {
                   
                    @Override
                    public void onResponse(Call<List<Movie>> call,
                                           Response<List<Movie>> response) {
                        int numberOfMovies = response.body().size();
                        mNoOfMoviesThisWeek.setText("No of movies this week: " + String.valueOf(numberOfMovies));
                    }

                    @Override
                    public void onFailure(Call<List<Movie>> call, Throwable t) {
                        // Oops.
                    }
                });
    }
}
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2.3、注册Listener

SingleInstance.setMemoryLeakListener(new OnMemoryLeakListener(){
	//…..
})
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这里写了段很常见的伪码,一个单例的对象,register了一个Listener,并且这个Listener被单例的一个成员变量引用。

OK,那么问题很明显了。单例作为静态变量,肯定是一直存在的。而其内部持有了Listener,而Listener作为一个匿名类,有持有了外部对象的引用。因此这条GC链上的所有对象都不会被释放。

解决也很简单,适当的时机,在单例中将Listener的引用置为null。这样,Listener和单例之间的引用关系断了,Listener链上的所有内容就可以被正常释放掉了。也就是咱们常做的在onDestory()进行unRegisterListener的操作。

类似不注意的内容,还包括Lambda。不过有一点值得注意的,在Kotlin的Lambda中,如果我们没有使用外部对象的变量或者方法,那么Kotlin在编译时,这个Lambda是不会持有外部对象的引用的。也算是Kotlin的一些优化吧

2.4、Contexts

上下文的滥用,也是泄漏的大客户。不过大家针对这类问题应该比较熟悉。

比如:长时间存活的对象,不建议持有Activity的context,而是使用ApplicationContext。如果ApplicationContext没办法完成业务,那么就需要好好考虑一下:这个长时间存活的对象,为什么必须要持有Activity的context。它设计的是否合理,是否它应该是一个长时间存活的对象(比如单例)。

尾声

关于内存泄漏,还是需要咱们平时多注意,对自己写的每一行代码都多思考。毕竟这东西“不是病,但疼起来真要命”。

我是一个应届生,最近和朋友们维护了一个公众号,内容是我们在从应届生过渡到开发这一路所踩过的坑,以及我们一步步学习的记录,如果感兴趣的朋友可以关注一下,一同加油~

个人公众号:咸鱼正翻身

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