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Android内存泄漏总结和性能优化技巧

news 文章来源：https://blog.csdn.net/weitao_666/article/details/132336906 2024/10/6 4:06:46

我们在开发安卓应用时，性能优化是非常重要的方面。一方面，优化可以提高应用的响应速度、降低卡顿率和提升应用流畅度，从而提升用户体验；另一方面，优化也可以减少应用的资源占用，提高应用的稳定性和安全性，降低应用被杀死的概率，从而提高用户的满意度和留存率。

但是，对于许多开发者来说，安卓性能优化往往是一个比较棘手的问题。由于安卓设备的种类繁多，硬件配置各不相同，因此优化的方法和策略也各不相同。同时，安卓应用的开发周期较长，往往需要不断地迭代和更新，因此优化也需要不断地持续和优化。

学习安卓性能优化的知识和技巧，是每个安卓开发者必备的技能之一。通过掌握安卓性能优化的基本原理和方法，我们可以更加深入地了解安卓设备的工作机制，理解应用的性能瓶颈，从而采取有效的优化策略和措施，提高应用的性能和稳定性，提升用户的满意度和留存率。

本次介绍安卓性能优化的基本原理、优化策略和实践技巧，帮助开发者更好地了解安卓设备的工作原理，掌握安卓性能优化的基本方法和技巧，从而提高应用的性能和稳定性，为用户提供更加丝滑的使用体验。

安卓的性能优化问题非常广泛，以下是其中一些常见的问题：

内存泄漏：当应用程序不正确地管理内存时，会发生内存泄漏，导致内存占用过高，甚至导致应用程序崩溃。
布局优化：布局是应用程序中最常见的性能瓶颈之一，因为过于复杂的布局会导致应用程序响应缓慢或卡顿。
图片优化：图片是应用程序中占用内存最多的资源之一，因此必须谨慎使用，并对其进行适当的压缩和缓存，以确保应用程序的性能。
网络请求优化：网络请求可以在应用程序中占用大量的时间和资源，因此必须对其进行优化，以减少请求次数和提高响应速度。
数据库优化：当应用程序需要大量访问数据库时，可能会导致性能问题。通过优化数据库设计和使用适当的数据库缓存，可以提高应用程序的性能。
多线程优化：多线程可以提高应用程序的性能，但如果不正确地使用它们，则可能导致死锁、线程竞争和其他问题。
内存优化：内存是应用程序性能的重要因素之一。通过及时释放不再需要的内存和避免不必要的内存分配，可以提高应用程序的性能。
代码优化：优化代码结构和算法可以提高应用程序的性能。例如，使用更快速和有效的数据结构和算法来提高应用程序的响应速度。
安全性优化：安全问题也可能对应用程序的性能产生负面影响。通过避免不安全的代码实践和使用加密技术来保护数据，可以提高应用程序的安全性和性能。

Android的性能优化归结到底就是内存问题，而内存层次的优化，不仅是描述中的这些常规优化项，还可以进行磁盘读写次数、磁盘页数据同步等进一步的优化。

一.内存泄漏

内存泄漏是指应用程序在运行过程中，无法正确地释放已经不再使用的内存资源，导致内存占用不断增加，最终导致应用程序崩溃或运行缓慢。

内存泄漏的原理

安卓内存泄漏的原理是指应用程序在使用内存时，由于程序设计问题或者错误，导致无法释放不再使用的内存，最终导致系统中的内存不足，影响系统的稳定性和性能。

以下是一些可能导致安卓内存泄漏的常见原因：

对象引用未释放

当对象被创建时，如果没有被正确释放，那么这些对象就会一直占用内存，直到应用程序退出。例如，当一个Activity被销毁时，如果它还持有其他对象的引用，那么这些对象就无法被垃圾回收器回收，从而导致内存泄漏。

如果存在内存泄漏，那么这些内存中的对象就会被引用，无法被垃圾回收机制回收，这时我们需要通过GCRoot来识别内存泄漏的对象和引用。

GCRoot是垃圾回收机制中的根节点，根节点包括虚拟机栈、本地方法栈、方法区中的类静态属性引用、活动线程等，这些对象被垃圾回收机制视为“活着的对象”，不会被回收。

当垃圾回收机制执行时，它会从GCRoot出发，遍历所有的对象引用，并标记所有活着的对象，未被标记的对象即为垃圾对象，将会被回收。

当存在内存泄漏时，垃圾回收机制无法回收一些已经不再使用的对象，这些对象仍然被引用，形成了一些GCRoot到内存泄漏对象的引用链，这些对象将无法被回收，导致内存泄漏。

通过查找内存泄漏对象和GCRoot之间的引用链，可以定位到内存泄漏的根源，进而解决内存泄漏问题,LeakCancry就是通过这个机制实现的。一些常见的GCRoot包括：

虚拟机栈（Local Variable）中引用的对象。
方法区中静态属性（Static Variable）引用的对象。
JNI 引用的对象。
Java 线程（Thread）引用的对象。
Java 中的 synchronized 锁持有的对象。

匿名内部类造成的内存泄漏

匿名内部类通常会持有外部类的引用，如果外部类的生命周期比匿名内部类长，（更正一下，这里用生命周期不太恰当，当外部类被销毁时，内部类并不会自动销毁，因为内部类并不是外部类的成员变量，它们只是在外部类的作用域内创建的对象，所以内部类的销毁时机和外部类的销毁时机是不同的，所以会不会取决与对应对象是否存在被持有的引用）那么就会导致外部类无法被回收，从而导致内存泄漏。

静态变量持有Activity或Context的引用

如果一个静态变量持有Activity或Context的引用，那么这些Activity或Context就无法被垃圾回收器回收，从而导致内存泄漏。

未关闭的Cursor、Stream或者Bitmap对象

如果程序在使用Cursor、Stream或者Bitmap对象时没有正确关闭这些对象，那么这些对象就会一直占用内存，从而导致内存泄漏。

资源未释放

如果程序在使用系统资源时没有正确释放这些资源，例如未关闭数据库连接、未释放音频资源等，那么这些资源就会一直占用内存，从而导致内存泄漏。

常见的内存泄漏

静态引用导致的内存泄漏

当一个对象被一个静态变量持有时，即使这个对象已经不再使用，也不会被垃圾回收器回收，这就会导致内存泄漏。

public class MySingleton {private static MySingleton instance;private Context context;private MySingleton(Context context) {this.context = context;}public static MySingleton getInstance(Context context) {if (instance == null) {instance = new MySingleton(context);}return instance;}
}

上面的代码中，MySingleton持有了一个Context对象的引用，而MySingleton是一个静态变量，导致即使这个对象已经不再使用，也不会被垃圾回收器回收。

注意事项：如果需要使用静态变量，请注意在不需要时将其设置为null，以便及时释放内存。

匿名内部类导致的内存泄漏

匿名内部类会隐式地持有外部类的引用，如果这个匿名内部类被持有了，就会导致外部类无法被垃圾回收。

public class MyActivity extends Activity {private Button button;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);button = new Button(this);button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {// do something}});setContentView(button);}
}

匿名内部类OnClickListener持有了外部类MyActivity的引用，如果MyActivity被销毁之前，button没有被清除，就会导致MyActivity无法被垃圾回收。（此处可以将Button 看作是自己定义的一个对象，一般解法是将button对象置为空）

注意事项：在Activity销毁时，应该将所有持有Activity引用的对象设置为null。

Handler引起的内存泄漏

Handler是在Android应用程序中常用的一种线程通信机制，如果Handler被错误地使用，就会导致内存泄漏。

public class MyActivity extends Activity {private static final int MSG_WHAT = 1;private Handler mHandler = new Handler() {@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {switch (msg.what) {case MSG_WHAT:// do somethingbreak;default:super.handleMessage(msg);}}};@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);mHandler.sendEmptyMessageDelayed(MSG_WHAT, 1000 * 60 * 5);}@Overrideprotected void onDestroy() {super.onDestroy();// 在Activity销毁时，应该将Handler的消息队列清空，以避免内存泄漏。mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);}
}

Handler持有了Activity的引用，如果Activity被销毁之前，Handler的消息队列中还有未处理的消息，就会导致Activity无法被垃圾回收。

注意事项：在Activity销毁时，应该将Handler的消息队列清空，以避免内存泄漏。

Bitmap对象导致的内存泄漏

当一个Bitmap对象被创建时，它会占用大量内存，如果不及时释放，就会导致内存泄漏。

public class MyActivity extends Activity {
private Bitmap mBitmap;@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);// 加载一张大图mBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.big_image);
}@Override
protected void onDestroy() {super.onDestroy();// 释放Bitmap对象mBitmap.recycle();mBitmap = null;
}
}

当Activity被销毁时，Bitmap对象mBitmap应该被及时释放，否则就会导致内存泄漏。

注意事项：当使用大量Bitmap对象时，应该及时回收不再使用的对象，避免内存泄漏。另外，可以考虑使用图片加载库来管理Bitmap对象，例如Glide、Picasso等。

资源未关闭导致的内存泄漏

当使用一些系统资源时，例如文件、数据库等，如果不及时关闭，就可能导致内存泄漏。例如：

public void readFile(String filePath) throws IOException {FileInputStream fis = null;try {fis = new FileInputStream(filePath);// 读取文件...} finally {if (fis != null) {try {fis.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}

上面的代码中，如果在读取文件之后没有及时关闭FileInputStream对象，就可能导致内存泄漏。

注意事项：在使用一些系统资源时，例如文件、数据库等，要及时关闭相关对象，避免内存泄漏。

避免内存泄漏需要在编写代码时时刻注意，及时清理不再使用的对象，确保内存资源得到及时释放。同时，可以使用一些工具来检测内存泄漏问题，例如Android Profiler、LeakCanary等。

WebView 内存泄漏

当使用WebView时，如果不及时释放，就可能导致内存泄漏。

public class MyActivity extends Activity {private WebView mWebView;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);mWebView = findViewById(R.id.webview);mWebView.loadUrl("https://www.example.com");}@Overrideprotected void onDestroy() {super.onDestroy();// 释放WebView对象if (mWebView != null) {mWebView.stopLoading();mWebView.clearHistory();mWebView.clearCache(true);mWebView.loadUrl("about:blank");mWebView.onPause();mWebView.removeAllViews();mWebView.destroy();mWebView = null;}}
}

上面的代码中，当Activity销毁时，WebView对象应该被及时释放，否则就可能导致内存泄漏。

注意事项：在使用WebView时，要及时释放WebView对象，可以在Activity销毁时调用WebView的destroy方法，同时也要清除WebView的历史记录、缓存等内容，以确保释放所有资源。

监测工具

内存监视工具：Android Studio提供了内存监视工具，可以在开发过程中实时监视应用程序的内存使用情况，帮助开发者及时发现内存泄漏问题。
DDMS：Android SDK中的DDMS工具可以监视Android设备或模拟器的进程和线程，包括内存使用情况、堆栈跟踪等信息，可以用来诊断内存泄漏问题。
MAT：MAT（Memory Analyzer Tool）是一款基于Eclipse的内存分析工具，可以分析应用程序的堆内存使用情况，识别和定位内存泄漏问题。
腾讯的Matrix，也是非常好的一个开源项目，推荐大家使用。

二.总结

内存泄漏是指程序中的某些对象或资源没有被妥善地释放，从而导致内存占用不断增加，最终可能导致应用程序崩溃或系统运行缓慢等问题。

常见的内存泄漏问题包括：

长时间持有Activity或Fragment对象导致的内存泄漏；
匿名内部类和非静态内部类导致的内存泄漏；
WebView持有Activity对象导致的内存泄漏；
单例模式持有资源对象导致的内存泄漏；
资源未关闭导致的内存泄漏；
静态变量持有Context对象导致的内存泄漏；
Handler持有外部类引用导致的内存泄漏；
Bitmap占用大量内存导致的内存泄漏；
单例持有大量数据导致的内存泄漏。

为避免内存泄漏问题，我们可以采取以下措施：

及时释放Activity或Fragment对象；
避免匿名内部类和非静态内部类；
在使用WebView时，及时调用destroy方法；
在单例模式中避免长时间持有资源对象；
及时关闭资源对象；
避免静态变量持有Context对象；
避免Handler持有外部类引用；
在使用Bitmap时，及时释放内存；
避免单例持有大量数据。

以上为Android性能优化的总结，内存泄漏的场景不同，优化的方法也不唯一，欢迎大家一起讨论。