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面试官问我:如何使用LeakCanary排查Android中的内存泄露,看我如何用漫画装逼!

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1)在项目的build.gradle文件添加:

    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'
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可以看到,debugCompile跟releaseCompile 引入的是不同的包, 在 debug 版本上,集成 LeakCanary 库,并执行内存泄漏监测,而在 release 版本上,集成一个无操作的 wrapper ,这样对程序性能就不会有影响。

2)在Application类添加:

public class LCApplication 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...
    }
}
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LeakCanary.install() 会返回一个预定义的 RefWatcher,同时也会启用一个 ActivityRefWatcher,用于自动监控调用 Activity.onDestroy() 之后泄露的 activity。

如果是简单的检测activity是否存在内存泄漏,上面两个步骤就可以了,是不是很简单。 那么当某个activity存在内存泄漏的时候,会有什么提示呢?LeakCanary会自动展示一个通知栏,点开提示框你会看到引起内存溢出的引用堆栈信息。

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具体使用代码

1)Application 相关代码:

public class LCApplication 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...
    }

}
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2)泄漏的activity类代码:

public class MainActivity extends Activity {

    private Button next;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        next = (Button) findViewById(R.id.next);
        next.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Intent intent = new Intent(MainActivity.this, SecondActivity.class);
                startActivity(intent);
                finish();
            }
        });
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    System.out.println("=================");
                }
            }
        }).start();
    }
}
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当点击next跳到第二个界面后,LeakCanary会自动展示一个通知栏,点开提示框你会看到引起内存溢出的引用堆栈信息,如上图所示,这样你就很容易定位到原来是线程引用住当前activity,导致activity无法释放。

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上面提到,LeakCanary.install() 会返回一个预定义的 RefWatcher,同时也会启用一个 ActivityRefWatcher,用于自动监控调用 Activity.onDestroy() 之后泄露的 activity。现在很多app都使用到了fragment,那fragment如何检测呢。

1)Application 中获取到refWatcher对象。

public class LCApplication extends Application {

    public static RefWatcher refWatcher;

    @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;
        }
        refWatcher  = LeakCanary.install(this);
        // Normal app init code...
    }
}
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2)使用 RefWatcher 监控 Fragment:

public abstract class BaseFragment extends Fragment {
  @Override public void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    RefWatcher refWatcher = LCApplication.refWatcher;
    refWatcher.watch(this);
  }
}
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这样则像监听activity一样监听fragment。其实这种方式一样适用于任何对象,比如图片,自定义类等等,非常方便。

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LeakCanary.install(this)源码如下所示:

public static RefWatcher install(Application application) {
        return ((AndroidRefWatcherBuilder)refWatcher(application).listenerServiceClass(DisplayLeakService.class).excludedRefs(AndroidExcludedRefs.createAppDefaults().build())).buildAndInstall();
    }
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listenerServiceClass(DisplayLeakService.class):用于分析内存泄漏结果信息,然后发送通知给用户。 excludedRefs(AndroidExcludedRefs.createAppDefaults().build()):设置需要忽略的对象,比如某些系统漏洞不需要统计。 buildAndInstall():真正检测内存泄漏的方法,下面将展开分析该方法。

public RefWatcher buildAndInstall() {
        RefWatcher refWatcher = this.build();
        if(refWatcher != RefWatcher.DISABLED) {
            LeakCanary.enableDisplayLeakActivity(this.context);
            ActivityRefWatcher.installOnIcsPlus((Application)this.context, refWatcher);
        }

        return refWatcher;
    }
复制代码

可以看到,上面方法主要做了三件事情: 1.实例化RefWatcher对象,该对象主要作用是检测是否有对象未被回收导致内存泄漏; 2.设置APP图标可见; 3.检测内存

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RefWatcher的使用后面讲,这边主要看第二件事情的处理过程,及enableDisplayLeakActivity方法的源码

public static void enableDisplayLeakActivity(Context context) {
        LeakCanaryInternals.setEnabled(context, DisplayLeakActivity.class, true);
    }
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public static void setEnabled(Context context, final Class<?> componentClass, final boolean enabled) {
        final Context appContext = context.getApplicationContext();
        executeOnFileIoThread(new Runnable() {
            public void run() {
                LeakCanaryInternals.setEnabledBlocking(appContext, componentClass, enabled);
            }
        });
    }
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public static void setEnabledBlocking(Context appContext, Class<?> componentClass, boolean enabled) {
        ComponentName component = new ComponentName(appContext, componentClass);
        PackageManager packageManager = appContext.getPackageManager();
        int newState = enabled?1:2;
        packageManager.setComponentEnabledSetting(component, newState, 1);
    }
复制代码

可见,最后调用packageManager.setComponentEnabledSetting()方法,实现应用图标的隐藏和显示。

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接下来,进入真正的内存检查的方法installOnIcsPlus()

public static void installOnIcsPlus(Application application, RefWatcher refWatcher) {
        if(VERSION.SDK_INT >= 14) {
            ActivityRefWatcher activityRefWatcher = new ActivityRefWatcher(application, refWatcher);
            activityRefWatcher.watchActivities();
        }
    }
复制代码

该方法实例化出ActivityRefWatcher 对象,该对象用来监听activity的生命周期,具体实现如下所示:

public void watchActivities() {
        this.stopWatchingActivities();
        this.application.registerActivityLifecycleCallbacks(this.lifecycleCallbacks);
    }
复制代码
private final ActivityLifecycleCallbacks lifecycleCallbacks = new ActivityLifecycleCallbacks() {
        public void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState) {
        }

        public void onActivityStarted(Activity activity) {
        }

        public void onActivityResumed(Activity activity) {
        }

        public void onActivityPaused(Activity activity) {
        }

        public void onActivityStopped(Activity activity) {
        }

        public void onActivitySaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState) {
        }

        public void onActivityDestroyed(Activity activity) {
            ActivityRefWatcher.this.onActivityDestroyed(activity);
        }
    };
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调用了registerActivityLifecycleCallbacks方法后,当Activity执行onDestroy方法后,会触发ActivityLifecycleCallbacks 的onActivityDestroyed方法,在当前方法中,调用refWatcher的watch方法,前面已经讲过RefWatcher对象主要作用是检测是否有对象未被回收导致内存泄漏。下面继续看refWatcher的watch方法源码:

public void watch(Object watchedReference) {
        this.watch(watchedReference, "");
    }

    public void watch(Object watchedReference, String referenceName) {
        if(this != DISABLED) {
            Preconditions.checkNotNull(watchedReference, "watchedReference");
            Preconditions.checkNotNull(referenceName, "referenceName");
            long watchStartNanoTime = System.nanoTime();
            String key = UUID.randomUUID().toString();
            this.retainedKeys.add(key);
            KeyedWeakReference reference = new KeyedWeakReference(watchedReference, key, referenceName, this.queue);
            this.ensureGoneAsync(watchStartNanoTime, reference);
        }
    }
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可以看到,上面方法主要做了三件事情: 1.生成一个随机数key存放在retainedKeys集合中,用来判断对象是否被回收; 2.把当前Activity放到KeyedWeakReference(WeakReference的子类)中; 3.通过查找ReferenceQueue,看该Acitivity是否存在,存在则证明可以被正常回收,不存在则证明可能存在内存泄漏。 前两件事很简单,这边主要看第三件事情的处理过程,及ensureGoneAsync方法的源码:

private void ensureGoneAsync(final long watchStartNanoTime, final KeyedWeakReference reference) {
        this.watchExecutor.execute(new Retryable() {
            public Result run() {
                return RefWatcher.this.ensureGone(reference, watchStartNanoTime);
            }
        });
    }
    
  Result ensureGone(KeyedWeakReference reference, long watchStartNanoTime) {
        long gcStartNanoTime = System.nanoTime();
        long watchDurationMs = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(gcStartNanoTime - watchStartNanoTime);
        this.removeWeaklyReachableReferences();
        if(this.debuggerControl.isDebuggerAttached()) {
            return Result.RETRY;
        } else if(this.gone(reference)) {
            return Result.DONE;
        } else {
            this.gcTrigger.runGc();
            this.removeWeaklyReachableReferences();
            if(!this.gone(reference)) {
                long startDumpHeap = System.nanoTime();
                long gcDurationMs = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(startDumpHeap - gcStartNanoTime);
                File heapDumpFile = this.heapDumper.dumpHeap();
                if(heapDumpFile == HeapDumper.RETRY_LATER) {
                    return Result.RETRY;
                }

                long heapDumpDurationMs = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(System.nanoTime() - startDumpHeap);
                this.heapdumpListener.analyze(new HeapDump(heapDumpFile, reference.key, reference.name, this.excludedRefs, watchDurationMs, gcDurationMs, heapDumpDurationMs));
            }

            return Result.DONE;
        }
    }
复制代码

该方法中首先执行removeWeaklyReachableReferences(),从ReferenceQueue队列中查询是否存在该弱引用对象,如果不为空,则说明已经被系统回收了,则将对应的随机数key从retainedKeys集合中删除。

 private void removeWeaklyReachableReferences() {
        KeyedWeakReference ref;
        while((ref = (KeyedWeakReference)this.queue.poll()) != null) {
            this.retainedKeys.remove(ref.key);
        }
    }
复制代码

然后通过判断retainedKeys集合中是否存在对应的key判断该对象是否被回收。

private boolean gone(KeyedWeakReference reference) {
        return !this.retainedKeys.contains(reference.key);
    }
复制代码

如果没有被系统回收,则手动调用gcTrigger.runGc();后再调用removeWeaklyReachableReferences方法判断该对象是否被回收。

GcTrigger DEFAULT = new GcTrigger() {
        public void runGc() {
            Runtime.getRuntime().gc();
            this.enqueueReferences();
            System.runFinalization();
        }

        private void enqueueReferences() {
            try {
                Thread.sleep(100L);
            } catch (InterruptedException var2) {
                throw new AssertionError();
            }
        }
    };
复制代码

第三行代码为手动触发GC,紧接着线程睡100毫秒,给系统回收的时间,随后通过System.runFinalization()手动调用已经失去引用对象的finalize方法。 通过手动GC该对象还不能被回收的话,则存在内存泄漏,调用heapDumper.dumpHeap()生成.hprof文件目录,并通过heapdumpListener回调到analyze()方法,后面关于dump文件的分析这边就不介绍了,感兴趣的可以自行去看。

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