LeakCanary: 让内存泄露无所遁形

亦凉 2022-06-09 13:58 206阅读 0赞

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09 May 2015

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> 本文为[LeakCanary: Detect all memory leaks!][LeakCanary_ Detect all memory leaks]的翻译。原文在: [https://corner.squareup.com/2015/05/leak-canary.html][LeakCanary_ Detect all memory leaks]

java.lang.OutOfMemoryError
            at android.graphics.Bitmap.nativeCreate(Bitmap.java:-2)
            at android.graphics.Bitmap.createBitmap(Bitmap.java:689)
            at com.squareup.ui.SignView.createSignatureBitmap(SignView.java:121)

#### 谁也不会喜欢 `OutOfMemoryError` ####

在 [Square Register][] 中, 在签名页面，[我们把客户的签名画在 bitmap cache 上][bitmap cache]。 这个 bitmap 的尺寸几乎和屏幕的尺寸一样大，在创建这个 bitmap 对象时，经常会引发 `OutOfMemoryError`，简称`OOM`。

![signature.png][]

当时，我们尝试过一些解决方案，但都没解决问题

*  使用 Bitmap.Config.ALPHA\_8 因为，签名仅有黑色。
 *  捕捉 `OutOfMemoryError`, 尝试 GC 并重试（受 [GCUtils][] 启发）。
 *  我们没想过在 Java heap 内存之外创建 bitmap 。苦逼的我们，那会 [Fresco][] 还不存在。

#### 路子走错了 ####

其实 bitmap 的尺寸不是真正的问题，当内存吃紧的时候，到处都有可能引发 OO。在创建大对象，比如 bitmap 的时候，更有可能发生。OOM 只是一个表象，更深层次的问题可能是: 内存泄露。

#### 什么是内存泄露 ####

一些对象有着有限的生命周期。当这些对象所要做的事情完成了，我们希望他们会被回收掉。但是如果有一系列对这个对象的引用，那么在我们期待这个对象生命周期结束的时候被收回的时候，它是不会被回收的。它还会占用内存，这就造成了内存泄露。持续累加，内存很快被耗尽。

比如，当 `Activity.onDestroy` 被调用之后，activity 以及它涉及到的 view 和相关的 bitmap 都应该被回收。但是，如果有一个后台线程持有这个 activity 的引用，那么 activity 对应的内存就不能被回收。这最终将会导致内存耗尽，然后因为 OOM 而 crash。

#### 对战内存泄露 ####

排查内存泄露是一个全手工的过程，这在 Raizlabs 的 [Wrangling Dalvik][] 系列文章中有详细描述。

以下几个关键步骤：

1.  通过 [Bugsnag][], [Crashlytics][] 或者 [Developer Console][] 等统计平台，了解 `OutOfMemoryError` 情况。
2.  重现问题。为了重现问题，机型非常重要，因为一些问题只在特定的设备上会出现。为了找到特定的机型，你需要想尽一切办法，你可能需要去买，去借，甚至去偷。 当然，为了确定复现步骤，你需要一遍一遍地去尝试。一切都是非常原始和粗暴的。
3.  在发生内存泄露的时候，把内存 Dump 出来。具体[看这里][Link 1]。
4.  然后，你需要在 [MAT][] 或者 [YourKit][] 之类的内存分析工具中反复查看，找到那些原本该被回收掉的对象。
5.  计算这个对象到 GC roots 的最短强引用路径。
6.  确定引用路径中的哪个引用是不该有的，然后修复问题。

很复杂对吧？

如果有一个类库能在发生 OOM 之前把这些事情全部都搞定，然后你只要修复这些问题就好了，岂不妙哉！

#### LeakCanary ####

[LeakCanary][] 是一个检测内存泄露的开源类库。你可以在 debug 包种轻松检测内存泄露。

先看一个例子:

class Cat {
    }
    
    class Box {
      Cat hiddenCat;
    }
    class Docker {
        // 静态变量，将不会被回收，除非加载 Docker 类的 ClassLoader 被回收。
        static Box container;
    }
    
    // ...
    
    Box box = new Box();
    
    // 薛定谔之猫
    Cat schrodingerCat = new Cat();
    box.hiddenCat = schrodingerCat;
    Docker.container = box;

创建一个`RefWatcher`，监控对象引用情况。

// 我们期待薛定谔之猫很快就会消失（或者不消失），我们监控一下
    refWatcher.watch(schrodingerCat);

当发现有内存泄露的时候，你会看到一个很漂亮的 leak trace 报告:

*  GC ROOT static Docker.container
 *  references Box.hiddenCat
 *  leaks Cat instance

我们知道，你很忙，每天都有一大堆需求。所以我们把这个事情弄得很简单，你只需要添加一行代码就行了。然后 LeakCanary 就会自动侦测 activity 的内存泄露了。

public class ExampleApplication extends Application {
      @Override public void onCreate() {
        super.onCreate();
        LeakCanary.install(this);
      }
    }

然后你会在通知栏看到这样很漂亮的一个界面:

![leaktrace.png][]

#### 结论 ####

使用 LeakCanary 之后，我们修复了我们 APP 中相当多的内存泄露。我们甚至发现了 [Android SDK 中的一些内存泄露问题][Android SDK]。

结果是惊艳的，我们减少了 94% 的由 OOM 导致的 crash。

![oom_rate.png][]

如果你也想消灭 OOM crash，那还犹豫什么，赶快使用 [LeakCanary][]

相关链接:

*  [LeakCanary 中文使用说明][LeakCanary 1]
 *  一个非常简单的 LeakCanary demo: [https://github.com/liaohuqiu/leakcanary-demo][https_github.com_liaohuqiu_leakcanary-demo]

[LeakCanary_ Detect all memory leaks]: https://corner.squareup.com/2015/05/leak-canary.html
[Square Register]: https://squareup.com/help/global/en/article/5243-download-the-square-register-app
[bitmap cache]: https://corner.squareup.com/2010/07/smooth-signatures.html
[signature.png]: /images/20220609/16475dc3fa0c4171a41e0c6a07a61ef5.png
[GCUtils]: https://android.googlesource.com/platform/packages/inputmethods/LatinIME/+/ics-mr1/java/src/com/android/inputmethod/latin/Utils.java
[Fresco]: https://github.com/facebook/fresco
[Wrangling Dalvik]: http://www.raizlabs.com/dev/2014/03/wrangling-dalvik-memory-management-in-android-part-1-of-2/
[Bugsnag]: https://bugsnag.com/
[Crashlytics]: https://try.crashlytics.com/
[Developer Console]: https://play.google.com/apps/publish/
[Link 1]: https://gist.github.com/pyricau/4726389fd64f3b7c6f32
[MAT]: http://eclipse.org/mat/
[YourKit]: https://www.yourkit.com/
[LeakCanary]: https://github.com/square/leakcanary
[leaktrace.png]: /images/20220609/dd2ddcd08e5b4815a4ed079a87953870.png
[Android SDK]: https://github.com/square/leakcanary/blob/master/library/leakcanary-android/src/main/java/com/squareup/leakcanary/AndroidExcludedRefs.java
[oom_rate.png]: /images/20220609/e46ffc6373184e6eaea5a960addc1e2f.png
[LeakCanary 1]: https://www.liaohuqiu.net/cn/posts/leak-canary-read-me/
[https_github.com_liaohuqiu_leakcanary-demo]: https://github.com/liaohuqiu/leakcanary-demo