Android内存优化场景

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
  • 解决方案
// 释放objectList
objectList.clear();
objectList=null;

2、Static 关键字修饰的成员变量

  • 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
}
  • 解决方案
    a) 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
    b)使用 弱引用​​(WeakReference)​​

3、单例模式(静态成员变量非常典型的例子 )

  • 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;
    }
}
  • 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
    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;
    }
}

4、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​​)

4.1 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

4.2 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:
    a) ​​AsyncTask​​ 实现
    ​​b) Runnable​​ 接口 & 继承
    c) ​​Thread ​​类继承

3者内存泄露的原理相同,Thread​​类 为例说明

/** 
     * 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
  • 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:
    a) 存在 ”工作线程实例 持有外部类引用“ 的引用关系
    b) 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
    }

4.3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​

Android开发过程中,非静态内部类的一个典型使用场景就是Handler,例如:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    
    
  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    
    
    super.onCreate(savedInstanceState); 
    setContentView(R.layout.activity_main); 
    start();
  }

  private void start() {
    
    
    Message msg = Message.obtain(); 
    msg.what = 1; 
    mHandler.sendMessage(msg);
  }

  private Handler mHandler = new Handler() {
    
     
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
    
     
      if (msg.what == 1) {
    
    
      // do something
      } 
    }
  }};
}
  • 泄露原因
    通过Handler的消息机制我们可以知道,Handler的引用会作为成员变量保存在msg中,也就是msg持有对Hanlder的引用,而Handler作为匿名内部类持有外部类Activity的引用,也就相当于发出的msg间接持有了Activity的引用。msg对象被发送到MessageQueue中,等待Looper的轮询处理,若Activity退出时,MessageQueue中仍存在未处理的msg,那么此时Activity就无法及时被释放,从而造成内存泄露。

  • 解决方案
    通常在Android开发过程中,如果要使用内部类,那么可以采取静态内部类+弱引用的方式。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    
    
private Handler mHandler;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    
    
  super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); mHandler = new MyHandler(this); start();
}

private void start() {
    
    
  Message msg = Message.obtain(); msg.what = 1; mHandler.sendMessage(msg);
}

private static class MyHandler extends Handler {
    
    
  private WeakReference<MainActivity> activityWeakReference;
  public MyHandler(MainActivity activity) {
    
     
    activityWeakReference = new WeakReference<>(activity);
  }

  @Override
  public void handleMessage(Message msg) {
    
    
    MainActivity activity = activityWeakReference.get(); 
    if (activity != null) {
    
    
      if (msg.what == 1) {
    
     
        // do something
      } 
    }
  }
 }
}

Handler通过弱引用的方式持有Activity的引用,这样在GC进行回收时,Activity占用的内存可以及时释放,从而避免了内存泄露。

当然,这样的做法是依赖GC的回收时机的,在Activity退出到GC到达之间的这段时间内,还是会有不必要的内存占用,所以最完善的做法是在Activity销毁时,将Handler中的msg全部都移除掉,不再进行处理:

@Overrideprotected void onDestroy() {
    
    
     super.onDestroy(); 
    mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
}

5、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

6、 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
在这里插入图片描述

7、总结

在这里插入图片描述

参考

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