【知识必备】内存泄漏全解析，从此拒绝ANR，让OOM远离你的身边，跟内存泄漏say byebye

*本篇文章已授权微信公众号 guolin_blog （郭霖）独家发布

一、写在前面

　　对于C++来说，内存泄漏就是new出来的对象没有delete，俗称野指针；而对于java来说，就是new出来的Object放在Heap上无法被GC回收；而这里就把我之前的一篇内存泄漏的总结翻新，做一个更加全面规范的讲解，希望能帮到各位。

二、一些杂谈

　　1、这里先安利一下java的内存分配：

　　　　a)　　静态存储区：编译时就分配好，在程序整个运行期间都存在。它主要存放静态数据和常量；

　　　　b)　　栈区：当方法执行时，会在栈区内存中创建方法体内部的局部变量，方法结束后自动释放内存；

　　　　c)　　堆区：通常用来存放new出来的对象。由java垃圾回收期回收。

　　2、四种引用类型的介绍

　　　　a)　　强引用(StrongReference)：JVM 宁可抛出 OOM ，也不会让 GC 回收具有强引用的对象；

　　　　b)　　软引用(SoftReference)：只有在内存空间不足时，才会被回的对象；

　　　　c)　　弱引用(WeakReference)：在 GC 时，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存；

　　　　d)　　虚引用(PhantomReference)：任何时候都可以被GC回收，当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否存在该对象的虚引用，来了解这个对象是否将要被回收。可以用来作为GC回收Object的标志。

　　3、内存抖动，这样的图很熟悉有木有？当这样的时候，说明你的内存真的在变少了。

　　

　　

三、内存泄漏检测工具

　　在这里先推荐两种内存检查的方式：

• MAT(Memory Analyzer Tool)，点我下载。具体使用这个网上一大篇，楼主一有时间也会为大家一步步奉上。
• 强大的开源内存检测工具LeakCanary。

            leakcanary是一个开源项目，一个内存泄露自动检测工具，是著名的GitHub开源组织Square贡献的，它的主要优势就在于自动化过早的发觉内存泄露、配置简单、抓取贴心，缺点在于还存在一些bug，不过正常使用百分之九十情况是OK的，其核心原理与MAT工具类似。

因为配置十分简单，只需要几句话就好！！！这里就不多说了，大家可以看官方文档，简单直白。

四、内存泄漏解析 

1）永远的Singleton

       单例的使用在我们的程序中随处可见，因为使用它可以完美的解决我们在程序中重复创建对象的问题，不过可别小瞧它。由于单例的静态特性，使得它的生命周期和应用的生命周期会一样长，所以一旦使用有误，小心无限制的持有Activity的引用而导致内存泄漏。比如，下面的例子。

package com.example.nanchen.anrsolutiondemo.singleton;

import android.content.Context;

/**
 * @author nanchen
 * @fileName ANRSolutionDemo
 * @packageName com.example.nanchen.anrsolutiondemo.singleton
 * @date 2016/09/23  11:27
 */
public class SingletonBad {
    private static SingletonBad singletonBad;
    private Context context;

    private SingletonBad(Context context){
        this.context = context;
    }

    public static SingletonBad getInstance(Context context){
        if (singletonBad == null){
            singletonBad = new SingletonBad(context);
        }
        return singletonBad;
    }
}

这个错误在生活中再普遍不过，很正常的一个单例模式，可就由于传入的是一个Context，而这个Context的生命周期的长短就尤为重要了。如果我们传入的是Activity的Context，当这个Context所对应的Activity退出的时候，由于该Context的引用被单例对象所持有，其生命周期等于整个应用程序的生命周期，所以当前Activity退出时它的内存并不会回收，这造成的内存泄漏就可想而知了。

正确的方式应该是把传入的Context换为和应用的生命周期一样长的Application的Context;

package com.example.nanchen.anrsolutiondemo.singleton;

import android.content.Context;

/**
 * @author nanchen
 * @fileName ANRSolutionDemo
 * @packageName com.example.nanchen.anrsolutiondemo.singleton
 * @date 2016/09/23  11:29
 */
public class SingletonGood {
    private static SingletonGood singletonGood;
    private Context context;

    private SingletonGood(Context context){
        this.context = context.getApplicationContext();//获取Application的context避免内存泄漏
    }

    public static SingletonGood getInstance(Context context){
        if (singletonGood == null){
            singletonGood = new SingletonGood(context);
        }
        return singletonGood;
    }
}

当然，你也可以直接连Context都不用传入了。重写application，提供静态的getContext方法

package com.example.nanchen.anrsolutiondemo.singleton;

import android.app.Application;
import android.content.Context;

/**
 * @author nanchen
 * @fileName ANRSolutionDemo
 * @packageName com.example.nanchen.anrsolutiondemo.singleton
 * @date 2016/09/23  11:32
 */
public class DemoApplication extends Application {
    private static DemoApplication demoApplication;

    public static DemoApplication getInstance(){
        return demoApplication;
    }

    public static Context getContext(){
        return demoApplication.getApplicationContext();
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        demoApplication = this;
    }
}

自然就可以直接不用传入Context

package com.example.nanchen.anrsolutiondemo.singleton;

import android.content.Context;

/**
 * @author nanchen
 * @fileName ANRSolutionDemo
 * @packageName com.example.nanchen.anrsolutiondemo.singleton
 * @date 2016/09/23  11:32
 */
public class SingletonGoodNew {
    private static SingletonGoodNew singletonGoodNew;

    private Context context;
    
    private SingletonGoodNew(){
        this.context = DemoApplication.getContext();
    }

    public static SingletonGoodNew getInstance(){
        if (singletonGoodNew == null){
            singletonGoodNew = new SingletonGoodNew();
        }
        return singletonGoodNew;
    }
}

2）令人心塞的Handler

       这个东西在我最近遇到的最多了，而它也是我们在内存泄漏中最为常见的，也许你的一个小忽略就会导致内存泄漏。在android的新版本中，我们被要求必须把网络任务等耗时操作置于新线程来处理，我们通常会采用Handler。但Handler不是万能的，若是我们的编写不规范就有可能会造成内存泄漏。另外，我们知道，Handler、Message和MessageQueue都是相互关联在一起的，万一Handler发送的Message尚未被处理，则该Message及发送它的Handler对象将会被线程MessageQueue一直持有。

       由于Handler属于TLS（Thread Local Storage）变量，生命周期和Activity是不一致的。因此这种实现方式一般很难保证跟View或者Activity的生命周期一致，故很容易导致无法正确释放。比如：

package com.example.nanchen.anrsolutiondemo.handler;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;

import com.example.nanchen.anrsolutiondemo.R;

public class HandlerBadActivity extends AppCompatActivity {

    private final Handler handler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
        }
    };

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

        // 延迟10s发送一个消息
        handler.postDelayed(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // write something
            }
        },1000*60*5);

        this.finish();
    }
}

在例子中，我们申明了一个延迟5分钟执行的消息Message。当该Activity被finish的时候，延迟任务的Message还存在于主线程中，它持有该Activity的Handler引用，所以此时Finish掉的Activity就不会回收了，所以造成了内存泄漏（因handler为非静态内部类，它会持有外部类的引用，在这里就是当前的Activity）。

修复：这个解决也是可以通过把其声明为static的，则其存活期就跟activity的生命周期无关了。不过倘若用到Context等外部类的非static对象，还是应该通过弱引用传入。比如：

package com.example.nanchen.anrsolutiondemo.handler;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;

import com.example.nanchen.anrsolutiondemo.R;

import java.lang.ref.WeakReference;

public class HandlerGoodActivity extends AppCompatActivity {

    private static final class MyHandler extends Handler{
        private final WeakReference<HandlerGoodActivity> mActivity;

        public MyHandler(HandlerGoodActivity activity){
            this.mActivity = new WeakReference<HandlerGoodActivity>(activity);//使用弱引用
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            HandlerGoodActivity activity = mActivity.get();
            if (activity != null){
                // write something
            }
        }
    }

    private final MyHandler myHandler = new MyHandler(this);

    // 匿名内部类在static的时候绝对不会持有外部类的引用
    private static final Runnable RUNNABLE = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {

        }
    };

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

        myHandler.postDelayed(RUNNABLE,1000*60*5);
    }
}

综述：推荐使用静态内部类+弱引用WeakReference这种方式，但要注意每次使用前判空。

说到若引用，这里再提下java的几种引用类型：Strong reference,SoftReference,WeakReference和PhatomReference

在android开发中，为了防止内存溢出，在处理一些占用内存大并且生命周期较长的对象的时候，可以尽量地使用软引用和弱引用技术。

比如，保存Bitmap的软引用到HashMap。

package com.example.nanchen.anrsolutiondemo.photo;

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;

import java.lang.ref.SoftReference;
import java.util.HashMap;

/**
 * @author nanchen
 * @fileName ANRSolutionDemo
 * @packageName com.example.nanchen.anrsolutiondemo.photo
 * @date 2016/09/23  11:58
 */
public class CacheBySoftRef {

    // 首先定义一个HashMap,保存软应用对象
    private HashMap<String,SoftReference<Bitmap>> imageCache =  new HashMap<>();
    // 再来定义一个方法，保存Bitmap的软引用到HashMap
    public void addBitmapToCache(String path){
        // 强引用的Bitmap对象
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);
        // 软引用的Bitmap对象
        SoftReference<Bitmap> softBitmap = new SoftReference<Bitmap>(bitmap);
        // 添加该对象到Map使其缓存
        imageCache.put(path,softBitmap);
    }

    // 获取的时候，可以通过SoftReference的get()的方法得到Bitmap对象
    public Bitmap getBitmapByPath(String path){
        // 从缓存中取软引用的Bitmap对象
        SoftReference<Bitmap> softBitmap = imageCache.get(path);
        // 判断是否存在软引用
        if (softBitmap == null){
            return null;
        }
        // 通过软引用取出Bitmap对象，如果由于内存不足Bitmap被回收，则取得空；
        // 如果未被回收，则可重复使用，提高速度
        Bitmap bitmap = softBitmap.get();
        return bitmap;
    }
}

使用软引用以后，在OutOfMemory异常发生之前，这些缓存的图片资源的内存空间可以被释放掉的，从而避免内存达到上限，避免Crash发生。

如果只是想避免OutOfMemory异常的发生，则可以使用软引用。如果对于应用的性能更在意，想尽快回收一些占用内存比较大的对象，则可以使用弱引用。

另外可以根据对象是否经常使用来判断选择软引用还是弱引用。如果该对象可能会经常使用的，就尽量用软引用。如果该对象不被使用的可能性更大些，就可以用弱引用。

ok，继续回到主题。前面所说的，创建一个静态Handler内部类，然后对 Handler 持有的对象使用弱引用，这样在回收时也可以回收 Handler 持有的对象，但是这样做虽然避免了 Activity 泄漏，不过 Looper 线程的消息队列中还是可能会有待处理的消息，所以我们在 Activity 的 Destroy 时或者 Stop 时应该移除消息队列 MessageQueue 中的消息。

下面几个方法都可以移除 Message：

3）匿名内部类/非静态内部类，它们方便却暗藏杀机

       android开发经常会继承实现Activity或者Fragment或者View。如果你使用了匿名类，而又被异步线程所引用，那得小心，如果没有任何措施同样会导致内存泄漏的

package com.example.nanchen.anrsolutiondemo.innerClass;

import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;

import com.example.nanchen.anrsolutiondemo.R;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private static TestInnerBad testInnerBad = null;

    class TestInnerBad{

    }

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

        if (testInnerBad == null){
            testInnerBad = new TestInnerBad();
        }

        Runnable runnable1 = new MyRunnable();
        Runnable runnable2 = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

            }
        };
    }

    private static class MyRunnable implements Runnable{

        @Override
        public void run() {

        }
    }

}

runnable1 和 runnable2的区别就是，runnable2使用了匿名内部类，我们看看引用时的引用内存

可以看到，runnable1是没有什么特别的。但runnable2多出了一个MainActivity的引用，若是这个引用再传入到一个异步线程，此线程在和Activity生命周期不一致的时候，也就造成了Activity的泄露。

4）前辈箴言——善用static成员变量

      前面就很明显，当我们的成员变量是static的时候，那么它的生命周期将和整个app的生命周期一致。

      这必然会导致一系列问题，如果你的app进程设计上是长驻内存的，那即使app切到后台，这部分内存也不会被释放。按照现在手机app内存管理机制，占内存较大的后台进程将优先回收，因为如果此app做过进程互保保活，那会造成app在后台频繁重启。当手机安装了你参与开发的app以后一夜时间手机被消耗空了电量、流量，你的app不得不被用户卸载或者静默。

这里修复的方法是：

不要在类初始时初始化静态成员。可以考虑lazy初始化（延迟加载）。架构设计上要思考是否真的有必要这样做，尽量避免。如果架构需要这么设计，那么此对象的生命周期你有责任管理起来。

 

5）远离非静态内部类和匿名类，多用private static class。

      在我们的日常代码中，这样的情况似乎很常见，及直接写一个class就这么光秃秃的情况。

      

　　　

这样就在Activity内部创建了一个非静态内部类的单例，每次启动Activity时都会使用该单例的数据，这样虽然避免了资源的重复创建，不过这种写法却会造成内存泄漏，因为非静态内部类默认会持有外部类的引用，而该非静态内部类又创建了一个静态的实例，该实例的生命周期和应用的一样长，这就导致了该静态实例一直会持有该Activity的引用，导致Activity的内存资源不能正常回收。正确的做法为：

将该内部类设为静态内部类或将该内部类抽取出来封装成一个单例，如果需要使用Context，请按照上面推荐的使用Application 的 Context。当然，Application 的 context 不是万能的，所以也不能随便乱用，对于有些地方则必须使用 Activity 的 Context，对于Application，Service，Activity三者的Context的应用场景如下：

其中： NO1表示 Application 和 Service 可以启动一个 Activity，不过需要创建一个新的 task 任务队列。而对于 Dialog 而言，只有在 Activity 中才能创建

6） 集合对象善清除，以免内存泄漏触不及防

　　我们通常会把一些对象的引用加入到集合容器（比如ArrayList）中，当我们不再需要该对象时，并没有把它的引用从集合中清理掉，这样这个集合就会越来越大。如果这个集合是static的话，那情况就更严重了。

　　所以在退出程序之前，将集合里面的东西clear，然后置为null，再退出程序，如下：

private List<String> nameList;
    private List<Fragment> list;

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        if (nameList != null){
            nameList.clear();
            nameList = null;
        }
        if (list != null){
            list.clear();
            list = null;
        }
    }

7）webView虽火，内存泄漏却也火的其所

　　当我们不再需要使用webView的时候，应该调用它的destory()方法来销毁它，并释放其占用的内存，否则其占用的内存长期也不能回收，从而造成内存泄漏。

　　解决方案：

　　　　为webView开启另外一个进程，通过AIDL与主线程进行通信，webView所在的进程可以根据业务的需要选择合适的时机进行销毁，从而达到内存的完整释放。

　　而另外一些诸如listView的Adapter没有缓存之类的这里就不再多提了。

8）做一个小的总结

• 构造Adapter时，没有使用缓存的 convertView
• Bitmap对象不在使用时调用recycle()释放内存
• Context使用不当造成内存泄露：不要对一个Activity Context保持长生命周期的引用。尽量在一切可以使用应用ApplicationContext代替Context的地方进行替换。
• 非静态内部类的静态实例容易造成内存泄漏：即一个类中如果你不能够控制它其中内部类的生命周期（譬如Activity中的一些特殊Handler等），则尽量使用静态类和弱引用来处理（譬如ViewRoot的实现）。
• 警惕线程未终止造成的内存泄露；譬如在Activity中关联了一个生命周期超过Activity的Thread，在退出Activity时切记结束线程。一个典型的例子就是HandlerThread的run方法是一个死循环，它不会自己结束，线程的生命周期超过了Activity生命周期，我们必须手动在Activity的销毁方法中中调运thread.getLooper().quit();才不会泄露。
• 对象的注册与反注册没有成对出现造成的内存泄露；譬如注册广播接收器、注册观察者（典型的譬如数据库的监听）等。
• 创建与关闭没有成对出现造成的泄露；譬如Cursor资源必须手动关闭，WebView必须手动销毁，流等对象必须手动关闭等。
• 不要在执行频率很高的方法或者循环中创建对象（比如onmeasure），可以使用HashTable等创建一组对象容器从容器中取那些对象，而不用每次new与释放。
• 避免代码设计模式的错误造成内存泄露；譬如循环引用，A持有B，B持有C，C持有A，这样的设计谁都得不到释放。

五、真相只有一个

　　内存泄漏实在太普遍了，真是防不胜防。不过我想告诉广大的小伙伴，程序员嘛，谁还不踩个坑，跳出来，拍拍身上的灰尘，总结一下，过两天又是一条帮帮的coder。你可以的。

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2017-03-21 补充  增对软/弱引用的说明

资源来自 https://developer.android.com/topic/performance/graphics/cache-bitmap.html（Google官网，你可能需要梯子）

在 Google 官网介绍中，有这样一段话。

大意是说，从API 9 开始，垃圾收集器会更积极收集软/弱引用，使软/弱引用相当无效。而且在API 3 之前，位图的备份数据存储在本地内存中，该内存不以可预测的方式释放，可能导致应用程序短暂超出其内存限制和崩溃。