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    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露

    时间:2018-02-01 17:43 来源:互联网 作者:源码搜藏 浏览:收藏 挑错 推荐 打印

    Android的 开发中时常会遇到内存泄漏的问题 ,而安卓系统对单个应用程序又有一定的内存限制,此值可以通过一下方式获取: ActivityManager am = (ActivityManager)getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);int memoryClass = am.getMemoryClass(); 上述

    Android的开发中时常会遇到内存泄漏的问题,而安卓系统对单个应用程序又有一定的内存限制,此值可以通过一下方式获取:

    ActivityManager am = (ActivityManager)getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
    int memoryClass = am.getMemoryClass();
    

    上述代码中momeryClass的值可以当做每个应用程序的内存限制。这个值根据不同的设备厂商都是不一样的,比如我的模拟器的值是32M,如果在我的模拟器上运行的一个应用程序,分配的内存空间超过32M,则会报OOM(内存溢出)!而内存泄漏也是一个导致内存溢出的隐患,因此必须掌握解决内存溢出的方法。

    本章主要讲解如何使用Android Studio查看是否有内存泄漏问题,然后使用MAT(Memory Analyzer Tool)来分析并解决内存泄漏问题。

    Android Studio分析是否有内存泄漏


    打开Android Studio中的Android Monitor中的内存面板,可以看到有一个实时变化的堆内存曲线图,如下图所示 
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露

    上图中重点列出了3部分内容:

    1. 被测试的终端设置,如图所示我是在模拟器Nexus_S上做测试
    2. 被测试的进程,点击可选择其他应用程序或者进程
    3. 当前被测试的进程中内存分配情况 
      • 分配代表已分配的空间
      • 免费代表可用剩余空间
      • Allocated + Free不能超App内存限制(32M)
    4. 内存分析的工具栏,从上向下一共4个按钮,依次是:  
      Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露 终止检测的开关,没什么实质性的作用

      Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露 就是手动调用GC,我们在抓内存前面,一定要手动点击,这样抓到的内存使用情况就是不包括Unreachable对象的(Unreachable指的是可以被垃圾回收器回收的对象,但是由于没有GC发生,所以没有释放,这时抓的内存使用中的不可达就是这些对象)

      Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露 获取HPROF文件(HPROF文件是我们使用MAT工具分析内存时使用的文件),但这里直接产生的文件MAT还不能直接使用,需用转换成标准的HPROF文件。可以使用AndroidStudio转换或者用HPROF-CONV命令转化,网上可以查到

      Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露 开始分配追踪,第一次点击可以指定追踪内存的开始位置,第二次点击可以结束追踪的位置。这样我们截取了一段要分析的内存,等待几秒钟AndroidStudio会给我们打开一个分配视图(感觉和MAT工具差不多,不过MAT工具更加强大,我们也可以获取HPROF文件,使用MAT来分析)

     

    写一段代码动态演示一下:

    XML布局文件如下,定义一个按钮,并设置的onClick属性

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:orientation="vertical">
    
        <Button
            android:text="测试Memory Monitor"
            android:onClick="click"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content" />
    
    </LinearLayout>
    

    通过上面代码,可以预见,每次点击按钮时,都会动态生成10000个的ImageView并添加到列表中保存起来,记忆的效果图如下:  
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露
    可以看到,刚开始系统分配了2M左右的内存,当点击一次Button之后,内存增加到8M,再次点击内存增加到24M左右。  
    上述情况下,当我们按下返回退出Activity时,然后点击Init GC按钮执行垃圾回收操作,进程中的内存会重新回到2M,如下图:  
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露
    这种情况下,代码是安全稳定的代码,但是如果活动中有内存泄漏会是何种情况呢,接下来我们先把之前的代码修改一下,认为构造一个内存泄漏的场景,如下代码所示:

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    
        private List<ImageView> list = new ArrayList<>();
    
        static MemoryLeak memoryLeak;
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
    
            if (memoryLeak == null) {
                memoryLeak = new MemoryLeak();
            }
    
        }
    
        public void click(View view) {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                ImageView imageView = new ImageView(this);
                list.add(imageView);
            }
        }
    
        class MemoryLeak {
            void doSomeThing() {
                System.out.println("Wheee!!!");
            }
        }

    可以看到,在MainActivity中,添加了一个非静态内存类MemoryLeak,然后声明了一个静态MemoryLeak引用。  
    运行上述代码,然后再次执行点击按钮的操作,可以看到内存同样会上升到800万左右,再次点击上升到16M左右,但是此时按下返回按钮并执行垃圾回收操作之后,Allocated + Free的总空间并没有重新回到2M左右,而是一直徘徊于8M左右  说明存在内存泄漏!!!但是为什么会是8M呢??

    Android Studio生成内存字节文件


    刚才在介绍Studio的内存面板时,有提到一个工具栏转储  Java  堆,通过点击此按钮就可以导出一个hprof文件,此过程会比较慢,需要耐心等待,当下图中心的圆圈停止转动之后hprof文件也就导出成功 
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露

    导出完成后将自动打开这个文件,如下图所示:  
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露
    点击Analyzer Tasks右边的绿色运行箭头,Android Studio会自动的根据此hprof文件分析有哪些类是有内存泄漏的,如下图所示:  
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露
    确实有一个MainActivity存在内存泄漏的情况,但是跟我之前预想的有一点出入,本来以为向网上很多人说的那样,每次打开一个MainActivity时都会造成内存泄漏,但是现在事实就摆在眼前。仔细想了一下也恍然大悟了,MemoryLeak在第一个MainActivity中被声明是静态的,当第二个被打开的MainActivity并不会再重新初始化MemoryLeak对象了,因此static MemoryLeak对象在内存中只是持有了第一个MainActivity的对象的引用,因此当我们调用多次GC操作之后,实际上只有第一个MainActivity不会被GC回收掉!

    如果再将活动的代码修改一下

    package material.danny_jiang.com.adbmemoryanalyze;
    
    import android.app.ActivityManager;
    import android.content.Context;
    import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
    import android.os.Bundle;
    import android.util.Log;
    import android.view.View;
    import android.widget.ImageView;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    
        private List<ImageView> list = new ArrayList<>();
    
        //private static MemoryLeak memoryLeak;
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
    
            //memoryLeak = new MemoryLeak();
    
        }
    
        public void click(View view) {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                ImageView imageView = new ImageView(this);
                list.add(imageView);
            }
    
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    super.run();
                    while (true) {
                        try {
                            System.out.println("Thread running!!");
                            Thread.sleep(300);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }.start();
        }
    
        class MemoryLeak {
            void doSomeThing() {
                System.out.println("Wheee!!!");
            }
        }
    }
    

    可以看到,我讲造成内存泄漏的场景由内部类改成了内部线程类,并且在线程中无限循环打印日志。

    再次执行进入MainActivity-返回键 - 进入MainActivity-返回键的操作

    然后再生成hprof文件并打开,并执行Analyzer Tasks,可以看到如下图片的信息:  
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露
    上图可以看出打开的每一个MainActivity都会造成内存泄漏。擦嘞!!为什么这会儿又是这种情况呢???这个问题就牵涉到的Java中线程的问题了- 的Java中的线程有一个特点就是她们都是直接被GC根所引用,也就是说的Dalvik虚拟机对所有被激活状态的线程都是持有强引用,导致GC永远都无法回收掉这些线程对象,除非线程被手动停止并置为null或者用户直接kill进程操作。看到这相信你应该也是心中有答案了吧:我在每一个MainActivity中都创建了一个线程,此线程会持有MainActivity的引用,即使退出Activity当前线程因为是直接被GC Root引用所以不会被回收掉,导致MainActivity也无法被GC回收。所以当使用线程时,一定要考虑在活动退出时,及时将线程也停止并释放掉

    MAT内存分析工具


    正常来讲,根据上面我讲的使用Studio来分析简单的内存泄漏已经足够了,但是在Studio之前有一款更加强大的内存分析工具MAT,谷歌工程师称它更加的强大!!接下来就看一下如何使用MAT来分析内存问题

    1首先在eclipse官网下载MAT工具

    https://www.eclipse.org/mat/

    2下载完MAT并安装好之后,需要先生成hprof文件。

    这两我还是使用之前线程造成内存泄漏的案例来演示,

    • 首先第一次打开MainActivity时,点击dump heap生成一个hprof文件
    • 其次进行一系列的操作,比如点击按钮,按下返回键,再次进入MainActivity等等,这里我重复了4遍如上操作,然后再点击dump heap生成hprof文件

    3点击Studio的Captures栏,显示刚才生成的hprof文件,如下图所示:

    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露
    这两个文件我们需要使用MAT去打开并对比分析,但是MAT不能直接打开这两个文件,需要将它转换成MAT能够识别的文件,捕获栏中,右键点击每一个hprof文件,然后选择Export to标准.hprof并保存到电脑目录中,如下图: 
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露

    4使用MAT打开转换后的hprof文件,显示如下图

    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露
    可以看到有两个dump的面板,其中每一个都显示了一个内存的饼状图。其中用到的最多的功能是左下角的直方图,点击Actions下的Histogram项将得到Histogram结果:  
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露
    它按类名将所有的实例对象列出来,可以点击表头进行排序,在表的第一行可以输入正则表达式匹配结果:  
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露
    在直方图中,可以右键某一想查看的对象,然后选中列出对象来查看此对象的所有实例,如下图 
    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露

    选中之后,会跳出所有实例对象面板,在此面板中可以继续某一特定实例在内存中的GC根(从GC开始的强引用)。在之前的案例操作中,我重复的进入MainActivity4次,并依次点击按钮运行线程,因此正常来说MainActivity应该有4个实例在内存当中,如下图

    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露

    排除所有幻像/弱/软的意思是讲所有的虚引用/软引用/弱引用都排除掉,因为只有强引用才会造成内存泄漏!点击之后显示下图信息:

    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露

    可以看到,MainActivity最终都是被一个叫做MainActivity 中号一个Ñ Ç ý 1就是在点击方法中创建的匿名内部类线程对象。最终我们找到了内存泄漏的根本原因:当Activity退出之后,Thread因为被GC根直接引用,所以不会被GC回收掉,而Thread又持有Activity的引用导致Activity也无法被GC GC正常回收掉,造成了Activity的内存泄漏,大功告成!

    如何发现内存泄漏


    上面分别介绍了使用Android Studio和MAT分析内存的方法.Android studio自带的内存分析工具直观方便,但其功能却不如MAT强大,特别是没有有效的搜索,排序等功能。遇到一些棘手的问题,可能还是要借助MAT来分析内存。

    上面的例子是我们人为制造了一个内存泄漏,然后有意用工具检测他。但实际开发中,我们如何发现内存泄漏呢?我想可以首先使用工作室自带或DDMS中的堆分析工具,观察在反复执行某个操作时(例如打开某个页面,点击某个按钮,加载某个资源等等)时,内存在执行GC后能始终维持在稳定的值附近。如果内存呈线性增长的趋势,那一定是发生了内存泄漏。此时,就要转储出内存镜像,然后使用工具分析了。

    在分析内存时,第一是可以使用工具自带的泄漏检查器帮助定位。另外,可以在执行操作(怀疑造成内存泄漏的操作)前后,分别转储出一份内存镜像,然后使用MAT的比较购物篮对比两个文件的内存情况,这样可以帮助定位到是哪个对象发生了泄漏。然后再找到这个对象的GC Roots,这样就可以进一步定位到具体的代码了

    Android Studio和MAT结合使用来分析内存泄露转载http://www.codesocang.com/appboke/38420.html
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