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Android 内存管理机制:内存分配&内存释放策略

愿天堂没有代码 145

前言:

现时朋友们对“java释放对象内存空间”都比较关怀,我们都想要分析一些“java释放对象内存空间”的相关文章。那么小编在网络上搜集了一些有关“java释放对象内存空间””的相关资讯,希望同学们能喜欢,兄弟们一起来了解一下吧!

前言

内存泄漏即 ML (Memory Leak) 指 程序在申请内存后,当该内存不需再使用;但却无法被释放&归还给程序的现象

储备知识:Android 内存管理机制

简介

下面,将针对回收 进程、对象 、变量的内存分配 & 回收进行详细讲解

针对进程的内存策略

a. 内存分配策略 由 ActivityManagerService 集中管理 所有进程的内存分配b. 内存回收策略

步骤1: Application Framework 决定回收的进程类型 Android中的进程 是托管的;当进程空间紧张时,会 按进程优先级低->>高的顺序 自动回收进程

步骤2: Linux 内核真正回收具体进程 ActivityManagerService 对 所有进程进行评分(评分存放在变量adj中) 更新评分到Linux 内核 由Linux 内核完成真正的内存回收

此处仅总结流程,这其中的过程复杂,有兴趣的读者可研究系统源码ActivityManagerService

针对对象、变量的内存策略

Android的对于对象、变量的内存策略同 Java内存管理 = 对象 / 变量的内存分配 + 内存释放

下面,将详细讲解内存分配 & 内存释放策略

a. 内存分配策略

对象 / 变量的内存分配 由程序自动 负责共有3种:静态分配、栈式分配、 & 堆式分配,分别面向静态变量、局部变量 & 对象实例

注:用1个实例讲解 内存分配

public class Sample {        int s1 = 0;    Sample mSample1 = new Sample();       // 方法中的局部变量s2、mSample2存放在 栈内存    // 变量mSample2所指向的对象实例存放在 堆内存      // 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中    public void method() {                int s2 = 0;        Sample mSample2 = new Sample();    }}    // 变量mSample3所指向的对象实例存放在堆内存    // 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在堆内存中    Sample mSample3 = new Sample();

b. 内存释放策略

对象 / 变量的内存释放 由Java垃圾回收器(GC) / 帧栈 负责此处主要讲解对象分配(即堆式分配)的内存释放策略 = Java垃圾回收器(GC)

由于静态分配不需释放、栈式分配仅 通过帧栈自动出、入栈,较简单,故不详细描述

Java垃圾回收器(GC)的内存释放 = 垃圾回收算法常见的内存泄露原因 & 解决方案

常见引发内存泄露原因主要有:

集合类Static关键字修饰的成员变量非静态内部类 / 匿名类资源对象使用后未关闭

下面,我将详细介绍每个引发内存泄露的原因

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ListList<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 集合类 添加集合元素对象 后,在使用后必须从集合中删除

由于1个集合中有许多元素,故最简单的方法 = 清空集合对象 & 设置为null

 // 释放objectList        objectList.clear();        objectList=null;

Static 关键字修饰的成员变量

储备知识 被 Static 关键字修饰的成员变量的生命周期 = 应用程序的生命周期泄露原因 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

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

使用 弱引用(WeakReference) 代替 强引用 持有实例

注:静态成员变量有个非常典型的例子 = 单例模式

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OOMpublic 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

如上述实例,应传递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;    }}

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)

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
解决方案将非静态内部类设置为:静态内部类(静态内部类默认不持有外部类的引用)该内部类抽取出来封装成一个单例尽量 避免 非静态内部类所创建的实例 = 静态

若需使用Context,建议使用 Application 的 Context

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:AsyncTask、实现Runnable接口 & 继承Thread类 前3者内存泄露的原理相同,此处主要以继承Thread类 为例说明

解决方案 造成内存泄露的原因有2个关键条件:

1、 存在 ”工作线程实例 持有外部类引用“ 的引用关系 2、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

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辅助分析内存泄露的工具

哪怕完全了解 内存泄露的原因,但难免还是会出现内存泄露的现象

下面将简单介绍几个主流的分析内存泄露的工具,分别是:

MAT(Memory Analysis Tools)Heap ViewerAllocation TrackerAndroid Studio 的 Memory MonitorLeakCanary

MAT(Memory Analysis Tools)**

定义:一个Eclipse的 Java Heap 内存分析工具 ->>下载地址作用:查看当前内存占用情况

通过分析 Java 进程的内存快照 HPROF 分析,快速计算出在内存中对象占用的大小,查看哪些对象不能被垃圾收集器回收 & 可通过视图直观地查看可能造成这种结果的对象

Heap Viewer

定义:一个的 Java Heap 内存分析工具 作用:查看当前内存快照

可查看 分别有哪些类型的数据在堆内存总 & 各种类型数据的占比情况

Allocation Tracker

简介:一个内存追踪分析工具 作用:追踪内存分配信息,按顺序排列

Memory Monitor

简介:一个 Android Studio 自带 的图形化检测内存工具 作用:跟踪系统 / 应用的内存使用情况

LeakCanary

简介:一个square出品的Android开源库

总结

本文 全面介绍了内存泄露的本质、原因 & 解决方案, 希望大家在开发时尽量避免出现 内存泄露;为了是大家能够更好的学习 Android 相关的知识点, 在这里特别提供一份 Android 高级开发学习笔记, 里面包含了这些年学习 Android 开发所遇到的难题及其解决方案;有需要这份 Android 高级开发学习笔记 的朋友: 可以私信 发送 ”笔记“ 即可 免费获取; 希望大家阅读过后,能够 查漏补缺;早日成为高级开发者

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对于程序员来说,要学习的知识内容、技术有太多太多,要想不被环境淘汰就只有不断提升自己,从来都是我们去适应环境,而不是环境来适应我们

技术是无止境的,你需要对自己提交的每一行代码、使用的每一个工具负责,不断挖掘其底层原理,才能使自己的技术升华到更高的层面

加油!各位 Android 开发者们

标签: #java释放对象内存空间 #android垃圾回收算法