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Android内存泄露调试

2024-08-23 19:10:04   231人阅读

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Android 内存泄漏调试 
一、概述 
如果我们编写的代码当中有太多的对内存使用不当的地方，难免会使得我们的设备运行缓慢，甚至是死机。为了能够使得 Android 应用程序安全且快速的运行， Android 的每个应用程序都会使用一个专有的 Dalvik 虚拟机实例来运行，即每个应用程序都是在属于自己的进程中运行的。一方面，如果程序在运行过程中出现了内存泄漏的问题，仅仅会使得自己的 
进程被 kill 掉，而不会影响其他进程（如果是 system_process 等系统进程出问题的话，则会引起系统重启）。另一方面 Android 为不同类型的进程分配了不同的内存使用上限，如果应用进程使用的内存超过了这个上限，则会被系统视为内存泄漏，从而被 kill 掉。

Android 为应用进程分配的内存上限如下所示： 
位置： /ANDROID_SOURCE/system/core/rootdir/init.rc 部分脚本

```
# Define the oom_adj values for the classes of processes that can be killed by the kernel.
# These are used in ActivityManagerService.
setprop ro.FOREGROUND_APP_ADJ 0
setprop ro.VISIBLE_APP_ADJ 1
setprop ro.SECONDARY_SERVER_ADJ 2
setprop ro.BACKUP_APP_ADJ 2
setprop ro.HOME_APP_ADJ 4
setprop ro.HIDDEN_APP_MIN_ADJ 7
setprop ro.CONTENT_PROVIDER_ADJ 14
setprop ro.EMPTY_APP_ADJ 15
# Define the memory thresholds at which the above process classes willbe killed.
# These numbers are in pages (4k).
setprop ro.FOREGROUND_APP_MEM 1536
setprop ro.VISIBLE_APP_MEM 2048
setprop ro.SECONDARY_SERVER_MEM 4096
setprop ro.BACKUP_APP_MEM 4096
setprop ro.HOME_APP_MEM 4096
setprop ro.HIDDEN_APP_MEM 5120
setprop ro.CONTENT_PROVIDER_MEM 5632
setprop ro.EMPTY_APP_MEM 6144
# Write value must be consistent with the above properties.
# Note that the driver only supports 6 slots, so we have HOME_APP at the same memory level as
services.
write /sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj 0,1,2,7,14,15
write /proc/sys/vm/overcommit_memory 1
write /proc/sys/vm/min_free_order_shift 4
write /sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree 1536,2048,4096,5120,5632,6144
# Set init its forked children‘s oom_adj.
write /proc/1/oom_adj -16
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二、常见的内存使用不当的情况

（一）查询数据库没有关闭游标 
描述： 
程序中经常会进行查询数据库的操作，但是经常会有使用完毕 Cursor 后没有关闭的情况。 
如果我们的查询结果集比较小，对内存的消耗不容易被发现，只有在常时间大量操作的情况 
下才会复现内存问题，这样就会给以后的测试和问题排查带来困难和风险。

示例代码：

Cursor cursor = getContentResolver().query(uri ...);
if (cursor.moveToNext()) {... ...}
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修正示例代码：

Cursor cursor = null;
try {
cursor = getContentResolver().query(uri ...);
if (cursor != null && cursor.moveToNext()) {... ...}
}
finally {
if (cursor != null) {try {cursor.close();}catch (Exception e) {} }
}
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（二）构造 Adapter 时，没有使用缓存的 convertView 
描述： 
以构造 ListView 的 BaseAdapter 为例，在 BaseAdapter 中提高了方法： 
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent)来向 ListView 提供每一个 item 所需要的 view 对象。初始时 ListView 会从 BaseAdapter 中根 据当前的屏幕布局实例化一定数量的 view 对 象 ，同 时 ListView 会将这些 view 对象缓存起来 。 
当向上滚动 ListView 时，原先位于最上面的 listitem 的 view 对象会被回收，然后被用来构 造新出现的最下面的 list item 。这个构造过程就是由 getView() 方法完成的， getView()的第二个形参 View convertView 就是被缓存起来的 list item 的 view 对象 ( 初始化时缓存 中没 有 view 对 象则 convertView 是 null) 。 由此 可 以 看出 ， 如 果我 们 不 去使 用convertView ，而是每次都在 getView() 中重新实例化 一个 View 对象的话，即浪费资源也浪费时间，也会使得内存占用越来越大。 ListView 回收 listitem 的 view 对象的过程可以查看 :android.widget.AbsListView.Java –> void addScrapView(View scrap) 方法。

示例代码：

public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
View view = new Xxx(...); ... ...
return view;
}
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修正示例代码：

public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
View view = null;
if (convertView != null) { view = convertView; populate(view, getItem(position)); ...}
else { view = new Xxx(...); ...}
return view;
}
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（三）Bitmap 对象不在使用时调用 recycle() 释放内存 
描述： 
有时我们会手工的操作 Bitmap 对象，如果一个 Bitmap 对象比较占内存，当它不在被使 用 
的时候，可以调用 Bitmap.recycle() 方法回收此对象的像素所占用的内存，但这不是必须 
的 ， 视情况而定。 
可以看一下代码中的注释：

/* Free up the memory associated with this bitmap‘s pixels, and mark the * bitmap as "dead",
meaning it will throw an exception if getPixels() or * setPixels() is called, and will
draw nothing. This operation cannot be * reversed, so it should only be called if you are sure there
are no further uses for the bitmap. This is an advanced call, and normally need * not be called,
since the normal GC process will free up this memory when * there are no more
references to this bitmap. */
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（四）释放对象的引用 
描述： 
举两个例子进行说明。 
示例 A ： 
假设有如下操作

public class DemoActivity extends Activity {
... ...
private Handler mHandler = ... private Object obj;
public void operation() {
obj = initObj(); ...
mHandler.post(new Runnable() {
public void run() {useObj(obj);}});
}}
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我们有一个成员变量 obj ，在 operation() 中我们希望能够将处理 obj 实例的操作 post 到 
某个线程的 MessageQueue 中。在以上的代码中，即便是 mHandler 所在的线程使用完了 
obj 所引用的对象

，但这个对象仍然不会被垃圾回收掉，因为 DemoActivity.obj 还保有这个对象 的引用。所

以如果在 DemoActivity 中不再使用这个对象了，可以在 [Mark] 的位置释放对象的

引

用，而代码可以修改为： … …

public void operation() {
obj = initObj(); ...
final Object o = obj;
obj = null;
mHandler.post(new Runnable() {
public void run() {useObj(o);} }
}
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示例 B: 
假设我们希望在锁屏界面 (LockScreen) 中，监听系统中的电话服务以获取一些信息 ( 如信号强度等 ) ，则可以在 LockScreen 中定义一个 PhoneStateListener 的对象，同时将它注册到 TelephonyManager 服务中。对于 LockScreen 对象，当需要显示锁屏界面的时候就会创 
建一 个 LockScreen 对象，而当锁屏界面消失的时候 LockScreen 对象就会被释放掉。 但是如果在释放 LockScreen 对象的时候忘记取消我们之前注册的 PhoneStateListener 对 象，则会导致 LockScreen 无法被垃圾回收。如果不断的使锁屏界面显示和消失，则最终会 由于大量的 LockScreen 对象没有办法被回收而引起 OutOfMemory, 使得 system_process 进程 挂掉。总之当一个生命周期较短的对象 A ，被一个生命周期较长的对象 B 保有其引用的情况下，在 A 的生命周期结束时，要在 B 中清除掉对 A 的引用。

（五）其他 
Android 应用程序中最典型的需要注意释放资源的情况是在 Activity 的生命周期中，在onPause() 、 onStop() 、 onDestroy() 方法中需要适当的释放资源的情况。由于此情况很基础， 在此不详细说明，具体可以查看官方文档对 Activity 生命周期的介绍，以明确何时应该释放 哪些资源。

三、不健壮代码的特征及解决办法

1、尽早释放无用对象的引用。好的办法是使用临时变量的时候，让引用变量在退出活动域 
后，自动设置为 null，暗示垃圾收集器来收集该对象，防止发生内存泄露。 
对于仍然有指针指向的实例，jvm 就不会回收该资源,因为垃圾回收会将值为 null 的对象 
作为垃圾，提高 GC 回收机制效率；

2、我们的程序里不可避免大量使用字符串处理，避免使用 String，应大量使用

StringBuffer，每一个 String 对象都得独立占用内存一块区域。
String str = "aaa";
String str2 = "bbb";
String str3 = str + str2;//假如执行此次之后 str ,str2 以后再不被调用,那它
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就会被放在内存中等待 Java 的 gc 去回收,程序内过多的出现这样的情况就会报上面的那 
个错误,建议在使用字符串时能使用 StringBuffer 就不要用 String,这样可以省不少开 
销；

3、尽量少用静态变量，因为静态变量是全局的，GC 不会回收的；

4、避免集中创建对象尤其是大对象，JVM 会突然需要大量内存，这时必然会触发 GC 优化 
系统内存环境；显示的声明数组空间，而且申请数量还极大。 
使用 jspsmartUpload 作文件上传,运行过程中经常出现 java.outofMemoryError 的 
错误，检查之后发现问题：组件里的代码

m_totalBytes = m_request.getContentLength();
m_binArray = new byte[m_totalBytes];//问题原因是 totalBytes 这个变量得
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到的数极大，导致该数组分配了很多内存空间，而且该数组不能及时释放。

5、尽量运用对象池技术以提高系统性能；生命周期长的对象拥有生命周期短的对象时容易 
引发内存泄漏，例如大集合对象拥有大数据量的业务对象的时候，可以考虑分块进行处理， 
然后解决一块释放一块的策略。

6、不要在经常调用的方法中创建对象，尤其是忌讳在循环中创建对象。可以适当的使用 
hashtable，vector 创建一组对象容器，然后从容器中去取那些对象，而不用每次 new 
之后又丢弃。

7、一般都是发生在开启大型文件或跟数据库一次拿了太多的数据，造成 Out Of MemoryError 的状况，这时就大概要计算一下数据量的最大值是多少，并且设定所需最小及最大的内存空间值。

四、内存泄露监测工具 DDMS（Dalvik Debug Monitor Service：Dalvik 虚拟机调试监控服务）

这里我使用 eclipse 的 ADT 插件，并以真机为例，在模拟器中的情况类似。用 Heap 监测应用进程使用内存情况的步骤如下：

  1. 启动 eclipse 后，切换到 DDMS 透视图，并确认 Devices 视图、 Heap 视图都是打开的。
  2. 将手机通过 USB 连接电脑，链接时需要确认手机是处于“ USB 调试”模式，而不是作 
    为“ Mass Storage ”。
  3. 链接成功后，在 DDMS 的 Devices 视图中将会显示手机设备的序列号，以及设备中正 
    在 运行的部分进程信息。
  4. 点击选中想要监测的进程，例讯飞输入法 com.iflytek.inputmethod 进程。
  5. 点击选中 Devices 视图界面中最上方一排图标中的“ Update Heap ”图标。
  6. 点击 Heap 视图中的“ Cause GC ”按钮。
  7. 此时在 Heap 视图中就会看到当前选中的进程的内存使用量的详细情况，如图所示： 
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说明： 
a) 点击“ Cause GC ”按钮相当于向虚拟机请求了一次 GC 操作； 
b) 当内存使用信息第一次显示以后，无须再不断的点击“ Cause GC ”， Heap 视图界面会定 时刷新，在对应用的不断的操作过程中就可以看到内存使用的变化。

如何才能知道我们的程序是否有内存泄漏的可能性呢。这里需要注意一个值： Heap 视 图 
中部有一个 Type 叫做 data object ，即数据对象，也就是我们的程序中大量存在的类类型的对象。在 data object 一行中有一列是“ Total Size ”，其值就是当前进程中所有 Java 数据对 象的内存总量，一般情况下，这个值的大小决定了是否会有内存泄漏。可以这样判断： 
a) 不断的操作当前应用，同时注意观察 data object 的 Total Size 值； 
b) 正常情况下 Total Size 值都会稳定在一个有限的范围内，也就是说由于程序中的的代码良 好，没有造成对象不被垃圾回收的情况，所以说虽然我们不断的操作会不断的生成很多对象 ， 而在虚拟机不断的进行 GC 的过程中，这些对象都被回收了，内存占用量会会落到一个稳定 的水平； 
c) 反之如果代码中存在没有释放对象引用的情况，则 data object 的 Total Size 值在每次GC 后不会有明显的回落，随着操作次数的增多 Total Size 的值会越来越大，直到到达一个上限后导致进程被 kill 掉。

五、内存泄露分析工具 MAT(Memory AnalyzerTool)

MAT 是一个 Eclipse 插件，官方下载地址： http://download.eclipse.org/mat/1.1/update-site/。 
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（一）生成 .hprof 文件

  1. 打开 eclipse 并切换到 DDMS 透视图，同时确认 Devices 、 Heap 和 LogCat 视图已经打开。
  2. 将手机设备链接到电脑，并确保使用“ USB 调试”模式链接，而不是“ Mass Storage “模式。
  3. 链接成功后在 Devices 视图中就会看到设备的序列号，和设备中正在运行的部分进程。
  4. 点击 选 中 想 要 分 析 的 应 用 的 进 程 ， 在 Devices 视图 上 方 的 一 行 图标 按 钮 中 ， 同 时 选中 “ Update Heap ”和“ Dump HPROF file ”两个按钮。此时 DDMS 工具将会自动生成当前选中进程的 .hprof 文件，如图所示： 
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（二）使用 MAT 导入 .hprof 文件

在 Eclipse 中点击 Windows->Open Perspective->Other->Memory Analyzer ，或者打 Memory Analyzer Tool 的 RCP 。在 MAT 中点击 File->Open File ，浏览并导入刚刚转换而得到的 .hprof 文件。 
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（三）使用 MAT 的视图工具分析内存

  1. 导入 .hprof 文件以后， MAT 会自动解析并生成报告，点击 Dominator Tree ，并按Package 分组。
  2. 选择自己所定义的 Package 类点右键，在弹出菜单中选择 List objects->With incoming references 。这时会列出所有可疑类，右键点击某一项，并选择 Path to GC Roots -> 
    exclude weak/soft references ，会进一步筛选出跟程序相关的所有有内存泄露的类。据此，可以追踪 到代码中的某一个产生泄露的类。 
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总之使用 MAT 分析内存查找内存泄漏的根本思路，就是找到哪个类的对象的引用没有 被释放，找到没有被释放的原因，也就可以很容易定位代码中的哪些片段的逻辑有问题了。 
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如上图所示，“Problem Suspect”均有可能是代码中存在内存泄露的地方。

Android内存泄露调试


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