一、概述 1
二、Android(Java)中常見的容易引起內存泄漏的不良代碼 1
(一) 查詢數據庫沒有關閉游標 2
(二) 構造Adapter時，沒有使用緩存的 convertView 3
(三) Bitmap對象不在使用時調用recycle()釋放內存 4
(四) 釋放對象的引用 4
(五) 其他 5
三、內存監測工具 DDMS --> Heap 5
四、內存分析工具 MAT(Memory Analyzer Tool) 7
(一) 生成.hprof文件 7
(二) 使用MAT導入.hprof文件 8
(三) 使用MAT的視圖工具分析內存 8
一、概述
Java編程中經常容易被忽視，但本身又十分重要的一個問題就是內存使用的問題。Android應用主要使用Java語言編寫，因此這個問題也同樣會 在Android開發中出現。本文不對Java編程問題做探討，而是對于在Android中，特別是應用開發中的此類問題進行整理。
由于作者接觸Android時間并不是很長，因此如有敘述不當之處，歡迎指正。
二、Android(Java)中常見的容易引起內存泄漏的不良代碼
Android主要應用在嵌入式設備當中，而嵌入式設備由于一些眾所周知的條件限制，通常都不會有很高的配置，特別是內存是比較有限的。如果我們編寫 的代碼當中有太多的對內存使用不當的地方，難免會使得我們的設備運行緩慢，甚至是死機。為了能夠使得Android應用程序安全且快速的運 行，Android的每個應用程序都會使用一個專有的Dalvik虛擬機實例來運行，它是由Zygote服務進程孵化出來的，也就是說每個應用程序都是在 屬于自己的進程中運行的。一方面，如果程序在運行過程中出現了內存泄漏的問題，僅僅會使得自己的進程被kill掉，而不會影響其他進程（如果是 system_process等系統進程出問題的話，則會引起系統重啟）。另一方面Android為不同類型的進程分配了不同的內存使用上限，如果應用進 程使用的內存超過了這個上限，則會被系統視為內存泄漏，從而被kill掉。Android為應用進程分配的內存上限如下所示：
位置： /ANDROID_SOURCE/system/core/rootdir/init.rc 部分腳本
# 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 will
# be 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
正因為我們的應用程序能夠使用的內存有限，所以在編寫代碼的時候需要特別注意內存使用問題。如下是一些常見的內存使用不當的情況。
(一) 查詢數據庫沒有關閉游標
描述：
程序中經常會進行查詢數據庫的操作，但是經常會有使用完畢Cursor后沒有關閉的情況。如果我們的查詢結果集比較小，對內存的消耗不容易被發現，只有在常時間大量操作的情況下才會復現內存問題，這樣就會給以后的測試和問題排查帶來困難和風險。
示例代碼：
Cursor cursor = getContentResolver().query(uri ...);
if (cursor.moveToNext()) {
... ...
}
修正示例代碼：
Cursor cursor = null;
try {
cursor = getContentResolver().query(uri ...);
if (cursor != null && cursor.moveToNext()) {
... ...
}
} finally {
if (cursor != null) {
try {
cursor.close();
} catch (Exception e) {
//ignore this
}
}
}
(二) 構造Adapter時，沒有使用緩存的 convertView
描述：
以構造ListView的BaseAdapter為例，在BaseAdapter中提高了方法：
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent)
來向ListView提供每一個item所需要的view對象。初始時ListView會從BaseAdapter中根據當前的屏幕布局實例化一定數量的 view對象，同時ListView會將這些view對象緩存起來。當向上滾動ListView時，原先位于最上面的list item的view對象會被回收，然后被用來構造新出現的最下面的list item。這個構造過程就是由getView()方法完成的，getView()的第二個形參 View convertView就是被緩存起來的list item的view對象(初始化時緩存中沒有view對象則convertView是null)。
由此可以看出，如果我們不去使用convertView，而是每次都在getView()中重新實例化一個View對象的話，即浪費資源也浪費時間，也會使得內存占用越來越大。ListView回收list item的view對象的過程可以查看:
android.widget.AbsListView.java --> void addScrapView(View scrap) 方法。
示例代碼：
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
View view = new Xxx(...);
... ...
return view;
}
修正示例代碼：
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;
}
(三) Bitmap對象不在使用時調用recycle()釋放內存
描述：
有時我們會手工的操作Bitmap對象，如果一個Bitmap對象比較占內存，當它不在被使用的時候，可以調用Bitmap.recycle()方法回收此對象的像素所占用的內存，但這不是必須的，視情況而定。可以看一下代碼中的注釋：
/**
* 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.
*/
(四) 釋放對象的引用
描述：
這種情況描述起來比較麻煩，舉兩個例子進行說明。
示例A：
假設有如下操作
public class DemoActivity extends Activity {
... ...
private Handler mHandler = ...
private Object obj;
public void operation() {
obj = initObj();
...
[Mark]
mHandler.post(new Runnable() {
public void run() {
useObj(obj);
}
});
}
}
我們有一個成員變量 obj，在operation()中我們希望能夠將處理obj實例的操作post到某個線程的MessageQueue中。在以上的代碼中，即便是 mHandler所在的線程使用完了obj所引用的對象，但這個對象仍然不會被垃圾回收掉，因為DemoActivity.obj還保有這個對象的引用。 所以如果在DemoActivity中不再使用這個對象了，可以在[Mark]的位置釋放對象的引用，而代碼可以修改為：
... ...
public void operation() {
obj = initObj();
...
final Object o = obj;
obj = null;
mHandler.post(new Runnable() {
public void run() {
useObj(o);
}
}
}
... ...
示例B:
假設我們希望在鎖屏界面(LockScreen)中，監聽系統中的電話服務以獲取一些信息(如信號強度等)，則可以在LockScreen中定義一個 PhoneStateListener的對象，同時將它注冊到TelephonyManager服務中。對于LockScreen對象，當需要顯示鎖屏界 面的時候就會創建一個LockScreen對象，而當鎖屏界面消失的時候LockScreen對象就會被釋放掉。
但是如果在釋放LockScreen對象的時候忘記取消我們之前注冊的PhoneStateListener對象，則會導致LockScreen無法 被垃圾回收。如果不斷的使鎖屏界面顯示和消失，則最終會由于大量的LockScreen對象沒有辦法被回收而引起OutOfMemory,使得 system_process進程掛掉。
總之當一個生命周期較短的對象A，被一個生命周期較長的對象B保有其引用的情況下，在A的生命周期結束時，要在B中清除掉對A的引用。
(五) 其他
Android應用程序中最典型的需要注意釋放資源的情況是在Activity的生命周期中，在onPause()、onStop()、 onDestroy()方法中需要適當的釋放資源的情況。由于此情況很基礎，在此不詳細說明，具體可以查看官方文檔對Activity生命周期的介紹，以 明確何時應該釋放哪些資源。
三、內存監測工具 DDMS --> Heap
無論怎么小心，想完全避免bad code是不可能的，此時就需要一些工具來幫助我們檢查代碼中是否存在會造成內存泄漏的地方。Android tools中的DDMS就帶有一個很不錯的內存監測工具Heap(這里我使用eclipse的ADT插件，并以真機為例，在模擬器中的情況類似)。用 Heap監測應用進程使用內存情況的步驟如下：
1. 啟動eclipse后，切換到DDMS透視圖，并確認Devices視圖、Heap視圖都是打開的；
2. 將手機通過USB鏈接至電腦，鏈接時需要確認手機是處于“USB調試”模式，而不是作為“Mass Storage”；
3. 鏈接成功后，在DDMS的Devices視圖中將會顯示手機設備的序列號，以及設備中正在運行的部分進程信息；
4. 點擊選中想要監測的進程，比如system_process進程；
5. 點擊選中Devices視圖界面中最上方一排圖標中的“Update Heap”圖標；
6. 點擊Heap視圖中的“Cause GC”按鈕；
7. 此時在Heap視圖中就會看到當前選中的進程的內存使用量的詳細情況。
說明：
a) 點擊“Cause GC”按鈕相當于向虛擬機請求了一次gc操作；
b) 當內存使用信息第一次顯示以后，無須再不斷的點擊“Cause GC”，Heap視圖界面會定時刷新，在對應用的不斷的操作過程中就可以看到內存使用的變化；
c) 內存使用信息的各項參數根據名稱即可知道其意思，在此不再贅述。
如何才能知道我們的程序是否有內存泄漏的可能性呢。這里需要注意一個值：Heap視圖中部有一個Type叫做data object，即數據對象，也就是我們的程序中大量存在的類類型的對象。在data object一行中有一列是“Total Size”，其值就是當前進程中所有Java數據對象的內存總量，一般情況下，這個值的大小決定了是否會有內存泄漏。可以這樣判斷：
a) 不斷的操作當前應用，同時注意觀察data object的Total Size值；
b) 正常情況下Total Size值都會穩定在一個有限的范圍內，也就是說由于程序中的的代碼良好，沒有造成對象不被垃圾回收的情況，所以說雖然我們不斷的操作會不斷的生成很多對 象，而在虛擬機不斷的進行GC的過程中，這些對象都被回收了，內存占用量會會落到一個穩定的水平；
c) 反之如果代碼中存在沒有釋放對象引用的情況，則data object的Total Size值在每次GC后不會有明顯的回落，隨著操作次數的增多Total Size的值會越來越大，
直到到達一個上限后導致進程被kill掉。
d) 此處已system_process進程為例，在我的測試環境中system_process進程所占用的內存的data object的Total Size正常情況下會穩定在2.2~2.8之間，而當其值超過3.55后進程就會被kill。
總之，使用DDMS的Heap視圖工具可以很方便的確認我們的程序是否存在內存泄漏的可能性。
四、內存分析工具 MAT(Memory Analyzer Tool)
如果使用DDMS確實發現了我們的程序中存在內存泄漏，那又如何定位到具體出現問題的代碼片段，最終找到問題所在呢？如果從頭到尾的分析代碼邏輯，那 肯定會把人逼瘋，特別是在維護別人寫的代碼的時候。這里介紹一個極好的內存分析工具 -- Memory Analyzer Tool(MAT)。
MAT是一個Eclipse插件，同時也有單獨的RCP客戶端。官方下載地址、MAT介紹和詳細的使用教程請參見：
www.eclipse.org/mat，在此不進行說明了。另外在MAT安裝后的幫助文檔里也有完備的使用教程。在此僅舉例說明其使用方法。我自己使用的是MAT的eclipse插件，使用插件要比RCP稍微方便一些。
使用MAT進行內存分析需要幾個步驟，包括：生成.hprof文件、打開MAT并導入.hprof文件、使用MAT的視圖工具分析內存。以下詳細介紹。
(一) 生成.hprof文件
生成.hprof文件的方法有很多，而且Android的不同版本中生成.hprof的方式也稍有差別，我使用的版本的是2.1，各個版本中生成.prof文件的方法請參考：
http://android.git.kernel.org/?p=platform/dalvik.git;a=blob_plain;f=docs/heap-profiling.html;hb=HEAD。
1. 打開eclipse并切換到DDMS透視圖，同時確認Devices、Heap和logcat視圖已經打開了；
2. 將手機設備鏈接到電腦，并確保使用“USB 調試”模式鏈接，而不是“Mass Storage“模式；
3. 鏈接成功后在Devices視圖中就會看到設備的序列號，和設備中正在運行的部分進程；
4. 點擊選中想要分析的應用的進程，在Devices視圖上方的一行圖標按鈕中，同時選中“Update Heap”和“Dump HPROF file”兩個按鈕；
5. 這是DDMS工具將會自動生成當前選中進程的.hprof文件，并將其進行轉換后存放在sdcard當中，如果你已經安裝了MAT插件，那么此時MAT將會自動被啟用，并開始對.hprof文件進行分析；
注意：第4步和第5步能夠正常使用前提是我們需要有sdcard，并且當前進程有向sdcard中寫入的權限(WRITE_EXTERNAL_STORAGE)，否則.hprof文件不會被生成，在logcat中會顯示諸如
ERROR/dalvikvm(8574): hprof: can't open /sdcard/com.xxx.hprof-hptemp: Permission denied.
的信息。
如果我們沒有sdcard，或者當前進程沒有向sdcard寫入的權限（如system_process），那我們可以這樣做：
6. 在當前程序中，例如framework中某些代碼中，可以使用android.os.Debug中的：
public static void dumpHprofData(String fileName) throws IOException
方法，手動的指定.hprof文件的生成位置。例如：
xxxButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
public void onClick(View view) {
android.os.Debug.dumpHprofData("/data/temp/myapp.hprof");
... ...
}
}
上述代碼意圖是希望在xxxButton被點擊的時候開始抓取內存使用信息，并保存在我們指定的位置：/data/temp /myapp.hprof，這樣就沒有權限的限制了，而且也無須用sdcard。但要保證/data/temp目錄是存在的。這個路徑可以自己定義，當然 也可以寫成sdcard當中的某個路徑。
(二) 使用MAT導入.hprof文件
1. 如果是eclipse自動生成的.hprof文件，可以使用MAT插件直接打開（可能是比較新的ADT才支持）；
2. 如果eclipse自動生成的.hprof文件不能被MAT直接打開，或者是使用android.os.Debug.dumpHprofData()方法手動生成的.hprof文件，則需要將.hprof文件進行轉換，轉換的方法：
例如我將.hprof文件拷貝到PC上的/ANDROID_SDK/tools目錄下，并輸入命令hprof-conv xxx.hprof yyy.hprof，其中xxx.hprof為原始文件，yyy.hprof為轉換過后的文件。轉換過后的文件自動放在/ANDROID_SDK /tools目錄下。OK，到此為止，.hprof文件處理完畢，可以用來分析內存泄露情況了。
3. 在Eclipse中點擊Windows->Open Perspective->Other->Memory Analyzer，或者打Memory Analyzer Tool的RCP。在MAT中點擊File->Open File，瀏覽并導入剛剛轉換而得到的.hprof文件。
(三) 使用MAT的視圖工具分析內存
導入.hprof文件以后，MAT會自動解析并生成報告，點擊Dominator Tree，并按Package分組，選擇自己所定義的Package類點右鍵，在彈出菜單中選擇List objects->With incoming references。這時會列出所有可疑類，右鍵點擊某一項，并選擇Path to GC Roots -> exclude weak/soft references，會進一步篩選出跟程序相關的所有有內存泄露的類。據此，可以追蹤到代碼中的某一個產生泄露的類。
MAT的界面如下圖所示。
具體的分析方法在此不做說明了，因為在MAT的官方網站和客戶端的幫助文檔中有十分詳盡的介紹。
了解MAT中各個視圖的作用很重要，例如
www.eclipse.org/mat/about/screenshots.php中介紹的。
總之使用MAT分析內存查找內存泄漏的根本思路，就是找到哪個類的對象的引用沒有被釋放，找到沒有被釋放的原因，也就可以很容易定位代碼中的哪些片段的邏輯有問題了。