Android性能优化：手把手带你全面了解 内存泄露 & 解决方案

前言

在

Android

中，内存泄露的现象十分常见；而内存泄露导致的后果会使得应用

Crash

本文 全面介绍了内存泄露的本质、原因 & 解决方案，最终提供一些常见的内存泄露分析工具，希望你们会喜欢。 

目录

1. 简介

即 

ML （Memory Leak）

指 程序在申请内存后，当该内存不需再使用 但 却无法被释放 & 归还给 程序的现象

2. 对应用程序的影响

容易使得应用程序发生内存溢出，即 

OOM

 
内存溢出 简介： 

3. 发生内存泄露的本质原因

具体描述


特别注意 
从机制上的角度来说，由于 

Java

存在垃圾回收机制（

GC

），理应不存在内存泄露；出现内存泄露的原因仅仅是外部人为原因 = 无意识地持有对象引用，使得 持有引用者的生命周期 > 被引用者的生命周期

4. 储备知识：Android 内存管理机制

4.1 简介

下面，将针对回收 进程、对象 、变量的内存分配 & 回收进行详细讲解

4.2 针对进程的内存策略

a. 内存分配策略

由 

ActivityManagerService

 集中管理 所有进程的内存分配

b. 内存回收策略

步骤1：

Application Framework

 决定回收的进程类型 
Android中的进程 是托管的；当进程空间紧张时，会 按进程优先级低->>高的顺序 自动回收进程 
Android将进程分为5个优先等级，具体如下：


步骤2：

Linux

 内核真正回收具体进程 

ActivityManagerService

 对 所有进程进行评分（评分存放在变量

adj

中）
更新评分到

Linux

 内核
由

Linux

 内核完成真正的内存回收 
此处仅总结流程，这其中的过程复杂，有兴趣的读者可研究系统源码

ActivityManagerService.java

4.2 针对对象、变量的内存策略

Android

的对于对象、变量的内存策略同 

Java

内存管理 = 对象 / 变量的内存分配 + 内存释放
下面，将详细讲解内存分配 & 内存释放策略

a. 内存分配策略

对象 / 变量的内存分配 由程序自动 负责
共有3种：静态分配、栈式分配、 & 堆式分配，分别面向静态变量、局部变量 & 对象实例
具体介绍如下


注：用1个实例讲解 内存分配

public class Sample {
int s1 = 0;
Sample mSample1 = new Sample();

// 方法中的局部变量s2、mSample2存放在 栈内存
// 变量mSample2所指向的对象实例存放在 堆内存
// 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中
public void method() {
int s2 = 0;
Sample mSample2 = new Sample();
}
}
// 变量mSample3所指向的对象实例存放在堆内存
// 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中
Sample mSample3 = new Sample();

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b. 内存释放策略

对象 / 变量的内存释放 由

Java

垃圾回收器（

GC

） / 帧栈 负责
此处主要讲解对象分配（即堆式分配）的内存释放策略 = 

Java

垃圾回收器（

GC

）
由于静态分配不需释放、栈式分配仅 通过帧栈自动出、入栈，较简单，故不详细描述

Java

垃圾回收器（

GC

）的内存释放 = 垃圾回收算法，主要包括：


具体介绍如下

5. 常见的内存泄露原因 & 解决方案

常见引发内存泄露原因主要有：
集合类

Static

关键字修饰的成员变量
非静态内部类 / 匿名类
资源对象使用后未关闭

下面，我将详细介绍每个引发内存泄露的原因

5.1 集合类

内存泄露原因 
集合类 添加元素后，仍引用着 集合元素对象，导致该集合元素对象不可被回收，从而 导致内存泄漏

实例演示

// 通过 循环申请Object 对象 & 将申请的对象逐个放入到集合List
List<Object> objectList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Object o = new Object();
objectList.add(o);
o = null;
}
// 虽释放了集合元素引用的本身：o=null）
// 但集合List 仍然引用该对象，故垃圾回收器GC 依然不可回收该对象

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解决方案 
集合类 添加集合元素对象 后，在使用后必须从集合中删除 
由于1个集合中有许多元素，故最简单的方法 = 清空集合对象 & 设置为

null

// 释放objectList
objectList.clear();
objectList=null;

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5.2 Static 关键字修饰的成员变量

储备知识 
被 

Static

 关键字修饰的成员变量的生命周期 = 应用程序的生命周期
泄露原因 
若使被 

Static

 关键字修饰的成员变量 引用耗费资源过多的实例（如

Context

），则容易出现该成员变量的生命周期 > 引用实例生命周期的情况，当引用实例需结束生命周期销毁时，会因静态变量的持有而无法被回收，从而出现内存泄露

实例讲解

public class ClassName {
// 定义1个静态变量
private static Context mContext;
//...
// 引用的是Activity的context
mContext = context;

// 当Activity需销毁时，由于mContext = 静态 & 生命周期 = 应用程序的生命周期，故 Activity无法被回收，从而出现内存泄露

}

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解决方案
尽量避免 

Static

 成员变量引用资源耗费过多的实例（如 

Context

）
若需引用 

Context

，则尽量使用

Applicaiton

的

Context

使用 弱引用

（WeakReference）

 代替 强引用 持有实例

注：静态成员变量有个非常典型的例子 = 单例模式

储备知识 
单例模式 由于其静态特性，其生命周期的长度 = 应用程序的生命周期
泄露原因 
若1个对象已不需再使用 而单例对象还持有该对象的引用，那么该对象将不能被正常回收 从而 导致内存泄漏

实例演示

// 创建单例时，需传入一个Context
// 若传入的是Activity的Context，此时单例 则持有该Activity的引用
// 由于单例一直持有该Activity的引用（直到整个应用生命周期结束），即使该Activity退出，该Activity的内存也不会被回收
// 特别是一些庞大的Activity，此处非常容易导致OOM

public class SingleInstanceClass {
private static SingleInstanceClass instance;
private Context mContext;
private SingleInstanceClass(Context context) {
this.mContext = context; // 传递的是Activity的context
}

public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {
if (instance == null) {
instance = new SingleInstanceClass(context);
}
return instance;
}
}

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解决方案 
单例模式引用的对象的生命周期 = 应用的生命周期 
如上述实例，应传递

Application

的

Context

，因

Application

的生命周期 = 整个应用的生命周期

public class SingleInstanceClass {
private static SingleInstanceClass instance;
private Context mContext;
private SingleInstanceClass(Context context) {
this.mContext = context.getApplicationContext(); // 传递的是Application 的context
}

public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {
if (instance == null) {
instance = new SingleInstanceClass(context);
}
return instance;
}
}

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5.3 非静态内部类 / 匿名类

储备知识 
非静态内部类 / 匿名类 默认持有 外部类的引用；而静态内部类则不会
常见情况 
3种，分别是：非静态内部类的实例 = 静态、多线程、消息传递机制（

Handler

）

5.3.1 非静态内部类的实例 = 静态

泄露原因 
若 非静态内部类所创建的实例 = 静态（其生命周期 = 应用的生命周期），会因 非静态内部类默认持有外部类的引用而导致外部类无法释放，最终 造成内存泄露
即 外部类中 持有 非静态内部类的静态对象
实例演示

// 背景：
a. 在启动频繁的Activity中，为了避免重复创建相同的数据资源，会在Activity内部创建一个非静态内部类的单例
b. 每次启动Activity时都会使用该单例的数据

public class TestActivity extends AppCompatActivity {

// 非静态内部类的实例的引用
// 注：设置为静态
public static InnerClass innerClass = null;

@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);

// 保证非静态内部类的实例只有1个
if (innerClass == null)
innerClass = new InnerClass();
}

// 非静态内部类的定义
private class InnerClass {
//...
}
}

// 造成内存泄露的原因：
// a. 当TestActivity销毁时，因非静态内部类单例的引用（innerClass）的生命周期 = 应用App的生命周期、持有外部类TestActivity的引用
// b. 故 TestActivity无法被GC回收，从而导致内存泄漏

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解决方案 
将非静态内部类设置为：静态内部类（静态内部类默认不持有外部类的引用）
该内部类抽取出来封装成一个单例
尽量 避免 非静态内部类所创建的实例 = 静态 
若需使用

Context

，建议使用 

Application

 的 

Context

5.3.2 多线程：AsyncTask、实现Runnable接口、继承Thread类

储备知识 
多线程的使用方法 = 非静态内部类 / 匿名类；即 线程类 属于 非静态内部类 / 匿名类
泄露原因 
当 工作线程正在处理任务 & 外部类需销毁时， 由于 工作线程实例 持有外部类引用，将使得外部类无法被垃圾回收器（GC）回收，从而造成 内存泄露
多线程主要使用的是：

AsyncTask

、实现

Runnable

接口 & 继承

Thread

类
前3者内存泄露的原理相同，此处主要以继承

Thread

类 为例说明

实例演示

/**
* 方式1：新建Thread子类（内部类）
*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

public static final String TAG = "carson：";
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);

// 通过创建的内部类 实现多线程
new MyThread().start();

}
// 自定义的Thread子类
private class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
Log.d(TAG, "执行了多线程");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

/**
* 方式2：匿名Thread内部类
*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

public static final String TAG = "carson：";

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

// 通过匿名内部类 实现多线程
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
Log.d(TAG, "执行了多线程");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}.start();
}
}

/**
* 分析：内存泄露原因
*/
// 工作线程Thread类属于非静态内部类 / 匿名内部类，运行时默认持有外部类的引用
// 当工作线程运行时，若外部类MainActivity需销毁
// 由于此时工作线程类实例持有外部类的引用，将使得外部类无法被垃圾回收器（GC）回收，从而造成 内存泄露

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解决方案 
从上面可看出，造成内存泄露的原因有2个关键条件： 
存在 ”工作线程实例 持有外部类引用“ 的引用关系
工作线程实例的生命周期 > 外部类的生命周期，即工作线程仍在运行 而 外部类需销毁

解决方案的思路 = 使得上述任1条件不成立 即可。

// 共有2个解决方案：静态内部类 & 当外部类结束生命周期时，强制结束线程
// 具体描述如下

/**
* 解决方式1：静态内部类
* 原理：静态内部类 不默认持有外部类的引用，从而使得 “工作线程实例 持有 外部类引用” 的引用关系 不复存在
* 具体实现：将Thread的子类设置成 静态内部类
*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

public static final String TAG = "carson：";
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);

// 通过创建的内部类 实现多线程
new MyThread().start();

}
// 分析1：自定义Thread子类
// 设置为：静态内部类
private static class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
Log.d(TAG, "执行了多线程");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

/**
* 解决方案2：当外部类结束生命周期时，强制结束线程
* 原理：使得 工作线程实例的生命周期 与 外部类的生命周期 同步
* 具体实现：当 外部类（此处以Activity为例） 结束生命周期时（此时系统会调用onDestroy（）），强制结束线程（调用stop（））
*/
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
Thread.stop();
// 外部类Activity生命周期结束时，强制结束线程
}

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5.3.3 消息传递机制：Handler

具体请看文章：Android 内存泄露：详解 Handler 内存泄露的原因

5.4 资源对象使用后未关闭

泄露原因 
对于资源的使用（如 广播

BraodcastReceiver

、文件流

File

、数据库游标

Cursor

、图片资源

Bitmap

等），若在

Activity

销毁时无及时关闭 / 注销这些资源，则这些资源将不会被回收，从而造成内存泄漏

解决方案 
在

Activity

销毁时 及时关闭 / 注销资源

// 对于 广播BraodcastReceiver：注销注册
unregisterReceiver()

// 对于 文件流File：关闭流
InputStream / OutputStream.close()

// 对于数据库游标cursor：使用后关闭游标
cursor.close（）

// 对于 图片资源Bitmap：Android分配给图片的内存只有8M，若1个Bitmap对象占内存较多，当它不再被使用时，应调用recycle()回收此对象的像素所占用的内存；最后再赋为null
Bitmap.recycle()；
Bitmap = null;

// 对于动画（属性动画）
// 将动画设置成无限循环播放repeatCount = “infinite”后
// 在Activity退出时记得停止动画

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5.5 其他使用

除了上述4种常见情况，还有一些日常的使用会导致内存泄露
主要包括：

Context

、

WebView

、

Adapter

，具体介绍如下

5.6 总结

下面，我将用一张图总结

Android

中内存泄露的原因 & 解决方案

6. 辅助分析内存泄露的工具

哪怕完全了解 内存泄露的原因，但难免还是会出现内存泄露的现象
下面将简单介绍几个主流的分析内存泄露的工具，分别是 

MAT(Memory Analysis Tools)

Heap Viewer

Allocation Tracker

Android Studio 的 Memory Monitor

LeakCanary

6.1 MAT(Memory Analysis Tools)

定义：一个

Eclipse

的 

Java Heap

 内存分析工具 ->>下载地址
作用：查看当前内存占用情况 
通过分析 

Java

 进程的内存快照 

HPROF

 分析，快速计算出在内存中对象占用的大小，查看哪些对象不能被垃圾收集器回收 & 可通过视图直观地查看可能造成这种结果的对象
具体使用：MAT使用攻略

6.2 Heap Viewer

定义：一个的 

Java Heap

 内存分析工具
作用：查看当前内存快照 
可查看 分别有哪些类型的数据在堆内存总 & 各种类型数据的占比情况
具体使用：Heap Viewer使用攻略

6.3 Allocation Tracker

简介：一个内存追踪分析工具
作用：追踪内存分配信息，按顺序排列
具体使用：Allocation Tracker使用攻略

6.4 Memory Monitor

简介：一个 

Android Studio

 自带 的图形化检测内存工具
作用：跟踪系统 / 应用的内存使用情况。核心功能如下 



具体使用：Android Studio 的 Memory Monitor使用攻略

6.5 LeakCanary

简介：一个

square

出品的

Android

开源库 ->>下载地址
作用：检测内存泄露
具体使用：https://www.liaohuqiu.net/cn/posts/leak-canary/

7. 总结

本文 全面介绍了内存泄露的本质、原因 & 解决方案，希望大家在开发时尽量避免出现内存泄露


下一篇文章我将对讲解

Android

 性能优化的相关知识，有兴趣可以继续关注Carson_Ho的安卓开发笔记

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