Android 進(jìn)階實現(xiàn)性能優(yōu)化之OOM與Leakcanary詳解原理
本文主要探討以下幾個問題:
- Android內(nèi)存泄漏常見場景以及解決方案
- Leakcanary 使用及原理
Android內(nèi)存泄漏常見場景以及解決方案
資源性對象未關(guān)閉
對于資源性對象不再使用時,應(yīng)該立即調(diào)用它的close()函數(shù),將其關(guān)閉,然后再置為null。例如Bitmap等資源未關(guān)閉會造成內(nèi)存泄漏,此時我們應(yīng)該在Activity銷毀時及時關(guān)閉。
注冊對象未注銷
例如BraodcastReceiver、EventBus未注銷造成的內(nèi)存泄漏,我們應(yīng)該在Activity銷毀時及時注銷。
類的靜態(tài)變量持有大數(shù)據(jù)
對象盡量避免使用靜態(tài)變量存儲數(shù)據(jù),特別是大數(shù)據(jù)對象,建議使用數(shù)據(jù)庫存儲。
單例造成的內(nèi)存泄漏
優(yōu)先使用Application的Context,如需使用Activity的Context,可以在傳入Context時使用弱引用進(jìn)行封裝,然后,在使用到的地方從弱引用中獲取Context,如果獲取不到,則直接return即可。
非靜態(tài)內(nèi)部類的靜態(tài)實例
該實例的生命周期和應(yīng)用一樣長,這就導(dǎo)致該靜態(tài)實例一直持有該Activity的引用,Activity的內(nèi)存資源不能正常回收。此時,我們可以將該內(nèi)部類設(shè)為靜態(tài)內(nèi)部類或?qū)⒃搩?nèi)部類抽取出來封裝成一個單例,如果需要使用Context,盡量使用Application Context,如果需要使用Activity Context,就記得用完后置空讓GC可以回收,否則還是會內(nèi)存泄漏。
Handler臨時性內(nèi)存泄漏
Message發(fā)出之后存儲在MessageQueue中,在Message中存在一個target,它是Handler的一個引用,Message在Queue中存在的時間過長,就會導(dǎo)致Handler無法被回收。如果Handler是非靜態(tài)的,則會導(dǎo)致Activity或者Service不會被回收。并且消息隊列是在一個Looper線程中不斷地輪詢處理消息,當(dāng)這個Activity退出時,消息隊列中還有未處理的消息或者正在處理的消息,并且消息隊列中的Message持有Handler實例的引用,Handler又持有Activity的引用,所以導(dǎo)致該Activity的內(nèi)存資源無法及時回收,引發(fā)內(nèi)存泄漏。解決方案如下所示:
1. 使用一個靜態(tài)Handler內(nèi)部類,然后對Handler持有的對象(一般是Activity)使用弱引用,這樣在回收時,也可以回收Handler持有的對象。
2. 在Activity的Destroy或者Stop時,應(yīng)該移除消息隊列中的消息,避免Looper線程的消息隊列中有待處理的消息需要處理。需要注意的是,AsyncTask內(nèi)部也是Handler機(jī)制,同樣存在內(nèi)存泄漏風(fēng)險,但其一般是臨時性的。對于類似AsyncTask或是線程造成的內(nèi)存泄漏,我們也可以將AsyncTask和Runnable類獨立出來或者使用靜態(tài)內(nèi)部類。
容器中的對象沒清理造成的內(nèi)存泄漏
在退出程序之前,將集合里的東西clear,然后置為null,再退出程序
WebView
WebView都存在內(nèi)存泄漏的問題,在應(yīng)用中只要使用一次WebView,內(nèi)存就不會被釋放掉。我們可以為WebView開啟一個獨立的進(jìn)程,使用AIDL與應(yīng)用的主進(jìn)程進(jìn)行通信,WebView所在的進(jìn)程可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要選擇合適的時機(jī)進(jìn)行銷毀,達(dá)到正常釋放內(nèi)存的目的。
使用ListView時造成的內(nèi)存泄漏
在構(gòu)造Adapter時,使用緩存的convertView。
Leakcanary
leakcanary 導(dǎo)入
// leakcanary 添加支持庫即可,只在debug下使用 debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:2.3'
leakcanary 是如何安裝的
leakcanary 不需要初始化,用的是 ContentProvider!
ContentProvider.onCreate 方法比 Application.onCreate 更早執(zhí)行。LeakCanary 源碼的 Manifest.xml 里有聲明ContentProvider,apk打包流程中會把所有的Manifest合并到app 的 Manifest 里,即APP就有了ContentProvider。
// package="com.squareup.leakcanary.leaksentry" <application> <provider android:name="leakcanary.internal.LeakSentryInstaller" android:authorities="${applicationId}.leak-sentry-installer" android:exported="false"/> </application>
下面是初始化的代碼
internal class LeakSentryInstaller : ContentProvider() { override fun onCreate(): Boolean { CanaryLog.logger = DefaultCanaryLog() val application = context!!.applicationContext as Application // 進(jìn)行初始化工作,核心 InternalLeakSentry.install(application) return true }
監(jiān)聽實現(xiàn)
fun install(application: Application) { CanaryLog.d("Installing LeakSentry") // 只能在主線程調(diào)用,否則會拋出異常 checkMainThread() if (this::application.isInitialized) { return } InternalLeakSentry.application = application val configProvider = { LeakSentry.config } // 監(jiān)聽 Activity.onDestroy() ActivityDestroyWatcher.install( application, refWatcher, configProvider ) // 監(jiān)聽 Fragment.onDestroy() FragmentDestroyWatcher.install( application, refWatcher, configProvider ) // Sentry 哨兵 listener.onLeakSentryInstalled(application) }
leakcanary 如何監(jiān)聽Activity、Fragment銷毀
在了解監(jiān)聽過程前有必要了解下 ActivityLifecycleCallbacks 與 FragmentLifeCycleCallbacks
// ActivityLifecycleCallbacks 接口 public interface ActivityLifecycleCallbacks { void onActivityCreated(Activity var1, Bundle var2); void onActivityStarted(Activity var1); void onActivityResumed(Activity var1); void onActivityPaused(Activity var1); void onActivityStopped(Activity var1); void onActivitySaveInstanceState(Activity var1, Bundle var2); void onActivityDestroyed(Activity var1); } // FragmentLifecycleCallbacks 接口 public abstract static class FragmentLifecycleCallbacks { public void onFragmentCreated(FragmentManager fm, Fragment f, Bundle savedInstanceState) {} public void onFragmentViewDestroyed(FragmentManager fm, Fragment f) {} public void onFragmentDestroyed(FragmentManager fm, Fragment f) {} // 省略其他的生命周期 ... }
Application 類提供了 registerActivityLifecycleCallbacks 和 unregisterActivityLifecycleCallbacks 方法用于注冊和反注冊 Activity 的生命周期監(jiān)聽類,這樣我們就能在 Application 中對所有的 Activity 生命周期回調(diào)中做一些統(tǒng)一處理。同理,F(xiàn)ragmentManager 類提供了 registerFragmentLifecycleCallbacks 和 unregisterFragmentLifecycleCallbacks 方法用戶注冊和反注冊 Fragment 的生命周期監(jiān)聽類,這樣我們對每一個 Activity 進(jìn)行注冊,就能獲取所有的 Fragment 生命周期回調(diào)。
下面是 ActivityDestroyWatcher 的實現(xiàn),refWatcher 監(jiān)聽 activity 的 onActivityDestroyed
internal class ActivityDestroyWatcher private constructor( private val refWatcher: RefWatcher, private val configProvider: () -> Config ) { private val lifecycleCallbacks = object : ActivityLifecycleCallbacksAdapter() { override fun onActivityDestroyed(activity: Activity) { if (configProvider().watchActivities) { // 監(jiān)聽到 onDestroy() 之后,通過 refWatcher 監(jiān)測 Activity refWatcher.watch(activity) } } } companion object { fun install( application: Application, refWatcher: RefWatcher, configProvider: () -> Config ) { val activityDestroyWatcher = ActivityDestroyWatcher(refWatcher, configProvider) // 注冊 Activity 生命周期監(jiān)聽 application.registerActivityLifecycleCallbacks(activityDestroyWatcher.lifecycleCallbacks) } } }
如此一來Activity、Fragment在調(diào)用onDestroy時我們都能知道。講道理,如果在調(diào)用onDestroy時被GC是正常的,如果沒有被回收則是發(fā)生了內(nèi)存泄漏,這是我們要處理的。那 refWatcher.watch(activity) 監(jiān)聽到銷毀后怎么處理?
RefWatcher 核心原理
在讀這塊代碼前舉個栗子比較好理解:比如我們?nèi)タ萍贾行拿嬖?/p>
- 進(jìn)去的時候會登記個人信息在觀察列表,并標(biāo)明停留時間30分鐘
- 30分鐘過后查看是否有登出
- 如果未登出將信息由觀察列表轉(zhuǎn)移至懷疑列表
- 懷疑列表名單超過5個時,找公安人員確定是否是恐怖分子
- 確定是恐怖分子,警察抓人
RefWatcher 的實現(xiàn)原理跟上面的栗子神似:
- Activity調(diào)用onDestroy后,以UUID生成key,被KeyedWeakReference包裝,并與ReferenceQueue關(guān)聯(lián),并把<key,KeyedWeakReference>存入 watchedReferences 中(watchedReferences 對應(yīng)觀察隊列)
- 等待5s時間
- 調(diào)用 moveToRetained 方法,先判斷是否已經(jīng)釋放,如果未釋放由 watchedReferences (觀察隊列) 轉(zhuǎn)入 retainedReferences(懷疑隊列)
- 當(dāng) retainedReferences 隊列的長度大于5時,先調(diào)用一次GC,用HAHA這個開源庫去分析dump之后的heap內(nèi)存
- 確定內(nèi)存泄漏對象
咱們先看下 refWatcher.watch(activity) 的實現(xiàn)
@Synchronized fun watch( watchedReference: Any, referenceName: String ) { if (!isEnabled()) { return } // 移除隊列中將要被 GC 的引用 removeWeaklyReachableReferences() val key = UUID.randomUUID().toString() val watchUptimeMillis = clock.uptimeMillis() // 構(gòu)建當(dāng)前引用的弱引用對象,并關(guān)聯(lián)引用隊列 queue val reference = KeyedWeakReference(watchedReference, key, referenceName, watchUptimeMillis, queue) if (referenceName != "") { CanaryLog.d( "Watching instance of %s named %s with key %s", reference.className, referenceName, key ) } else { CanaryLog.d( "Watching instance of %s with key %s", reference.className, key ) } // 將引用存入 watchedReferences watchedReferences[key] = reference checkRetainedExecutor.execute { // 如果當(dāng)前引用未被移除,仍在 watchedReferences 隊列中, // 說明仍未被 GC,移入 retainedReferences 隊列中,暫時標(biāo)記為泄露 moveToRetained(key) } }
分析上面這段代碼都做了什么:
- 移除隊列中將要被 GC 的引用,這里的隊列包括 watchedReferences 和 retainedReferences
- 使用UUID生成唯一key,構(gòu)建 WeakReference 包裝 activity 并與 ReferenceQueue 關(guān)聯(lián)
- 將 reference 放入觀察隊列 watchedReferences 中
- 線程池調(diào)用 moveToRetained 函數(shù),此函數(shù)先走一遍gc,依舊沒回收的對象會進(jìn)入 retainedReferences 懷疑隊列,當(dāng)隊列大于5時調(diào)用HAHA庫走可達(dá)性分析確定是否是內(nèi)存泄漏
下面是細(xì)節(jié)分析 —》removeWeaklyReachableReferences() 邏輯
private fun 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. // 弱引用一旦變得弱可達(dá),就會立即入隊。這將在 finalization 或者 GC 之前發(fā)生。 var ref: KeyedWeakReference? do { // 隊列 queue 中的對象都是會被 GC 的 ref = queue.poll() as KeyedWeakReference? //說明被釋放了 if (ref != null) { val removedRef = watchedReferences.remove(ref.key)//獲取被釋放的引用的key if (removedRef == null) { retainedReferences.remove(ref.key) } // 移除 watchedReferences 隊列中的會被 GC 的 ref 對象,剩下的就是可能泄露的對象 } } while (ref != null) }
removeWeaklyReachableReferences 函數(shù)會根據(jù) ReferenceQueue 出來的 KeyedWeakReference 的 key 移除 watchedReferences(觀察隊列)和 retainedReferences(懷疑隊列)中的引用,即把已經(jīng)釋放的移出,剩下的是內(nèi)存泄漏的
moveToRetained(key) 邏輯實現(xiàn)
@Synchronized private fun moveToRetained(key: String) { // 再次調(diào)用,防止遺漏 removeWeaklyReachableReferences() val retainedRef = watchedReferences.remove(key) //說明可能存在內(nèi)存泄漏 if (retainedRef != null) { retainedReferences[key] = retainedRef onReferenceRetained() } }
此函數(shù)的作用:
- 走一遍 removeWeaklyReachableReferences 方法,將已經(jīng)回收的清除
- 將 watchedReferences(觀察隊列)中未被回收的引用移到 retainedReferences(懷疑隊列)中
- onReferenceRetained() 則是在工作線程中檢測內(nèi)存泄漏,最后會調(diào)用 checkRetainedInstances 函數(shù)
下面是 checkRetainedInstances 的具體實現(xiàn)
private fun checkRetainedInstances(reason: String) { CanaryLog.d("Checking retained instances because %s", reason) val config = configProvider() // A tick will be rescheduled when this is turned back on. if (!config.dumpHeap) { return } var retainedKeys = refWatcher.retainedKeys // 當(dāng)前泄露實例個數(shù)小于 5 個,不進(jìn)行 heap dump if (checkRetainedCount(retainedKeys, config.retainedVisibleThreshold)) return if (!config.dumpHeapWhenDebugging && DebuggerControl.isDebuggerAttached) { showRetainedCountWithDebuggerAttached(retainedKeys.size) scheduleRetainedInstanceCheck("debugger was attached", WAIT_FOR_DEBUG_MILLIS) CanaryLog.d( "Not checking for leaks while the debugger is attached, will retry in %d ms", WAIT_FOR_DEBUG_MILLIS ) return } // 可能存在被觀察的引用將要變得弱可達(dá),但是還未入隊引用隊列。 // 這時候應(yīng)該主動調(diào)用一次 GC,可能可以避免一次 heap dump gcTrigger.runGc() retainedKeys = refWatcher.retainedKeys if (checkRetainedCount(retainedKeys, config.retainedVisibleThreshold)) return HeapDumpMemoryStore.setRetainedKeysForHeapDump(retainedKeys) CanaryLog.d("Found %d retained references, dumping the heap", retainedKeys.size) HeapDumpMemoryStore.heapDumpUptimeMillis = SystemClock.uptimeMillis() dismissNotification() val heapDumpFile = heapDumper.dumpHeap() // AndroidHeapDumper if (heapDumpFile == null) { CanaryLog.d("Failed to dump heap, will retry in %d ms", WAIT_AFTER_DUMP_FAILED_MILLIS) scheduleRetainedInstanceCheck("failed to dump heap", WAIT_AFTER_DUMP_FAILED_MILLIS) showRetainedCountWithHeapDumpFailed(retainedKeys.size) return } refWatcher.removeRetainedKeys(retainedKeys) // 移除已經(jīng) heap dump 的 retainedKeys HeapAnalyzerService.runAnalysis(application, heapDumpFile) // 分析 heap dump 文件 }
流程圖
到此這篇關(guān)于Android 進(jìn)階實現(xiàn)性能優(yōu)化之OOM與Leakcanary詳解原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Android 性能優(yōu)化內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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