使用Android Profiler分析Handler非靜態(tài)內(nèi)部類隱式持有外部類的引用

一 問題起因

最近朋友在他們的項(xiàng)目中,在Activity中使用Handler方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接口請求,他覺得這種方式可能會引發(fā)內(nèi)存泄露,但又說不上來為什么,沒有有力的證據(jù)說服同事。

image.png

Handler一般用來進(jìn)行線程之間的數(shù)據(jù)通信(如Android的子線程向主線程Main發(fā)送數(shù)據(jù))。如果在Activity中創(chuàng)建一個非靜態(tài)的內(nèi)部類Handler,那這個Handler就會隱式地持有Activity的引用,引用鏈接如下:

MessageQueue –  Message –  Handler –  Activity

Handler創(chuàng)建之后,會被封裝到Message對象中,放進(jìn)MessageQueue隊(duì)列里,循環(huán)等待被執(zhí)行。假如因耗時操作等原因被阻塞了,在Message沒有被消費(fèi)掉,就跳出Activity,就會導(dǎo)致Activity無法被回收,內(nèi)存泄露。

二 代碼模擬

下面我們使用Android Profiler 來 分析定位內(nèi)存泄露的過程。

大概步驟如下:

  1. 首先,創(chuàng)建一個簡單Android Java工程,里面有MainActivity和HandlerActivity,其中HandlerActivity用來模擬Handler的內(nèi)存泄露問題
  2. 使用Android Profiler來分析進(jìn)入和退出HandlerActivity發(fā)生的內(nèi)存泄露

AndroidStudio 版本是:

image.png

MainActivity很簡單,就一個跳轉(zhuǎn)按鈕,代碼如下

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Button btnNext = findViewById(R.id.btnNext);

        btnNext.setOnClickListener(v -> {
            //點(diǎn)擊跳到下一步
            HandlerActivity.startActivity(MainActivity.this);
        });

    }
}

activity_main.xml 如下:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <Button
        android:id="@+id/btnNext"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="40dp"
        android:text="跳轉(zhuǎn)"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

HandlerActivity 中,也有一個按鈕,點(diǎn)擊按鈕,開一個線程做耗時操作,模擬接口請求阻塞的情況。耗時結(jié)束時,發(fā)送一個回調(diào)到Handler的handleMessage方法中,代碼如下

public class HandlerActivity extends AppCompatActivity {

    public static void startActivity(Context context) {
        context.startActivity(new Intent(context, HandlerActivity.class));
    }

    private Button mBtnStart;

    //定義Handler對象
    private Handler handler = new Handler() {
        @Override
        //當(dāng)有消息發(fā)送出來的時候就執(zhí)行Handler的這個方法
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            Toast.makeText(HandlerActivity.this, "數(shù)據(jù)返回了!", Toast.LENGTH_LONG).show();
            Log.i("tag", "handleMessage -->" + Thread.currentThread().getName());
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_handler);
        mBtnStart = findViewById(R.id.btnStart);
        mBtnStart.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                //點(diǎn)擊按鈕后,開始線程,請求數(shù)據(jù)。然后等待數(shù)據(jù)在handleMessage中回調(diào)
                processThread();
            }
        });
    }

    private void processThread() {
        //構(gòu)建一個下載進(jìn)度條
        Log.i("tag", "processThread()-->" + Thread.currentThread().getName());
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                Log.i("tag", "run()-->" + Thread.currentThread().getName());
                //在新線程里執(zhí)行長耗時方法
                longTimeMethod();
                //執(zhí)行完畢后給handler發(fā)送一個空消息
                handler.sendEmptyMessage(0);
            }
        }.start();
    }

    //模擬下載文件的長耗時方法
    private void longTimeMethod() {
        try {
            Log.i("tag", "longTimeMethod-->" + Thread.currentThread().getName());
            Thread.sleep(10000); //10秒鐘
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

activity_handler.xml如下:

<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".HandlerActivity">

    <Button
        android:id="@+id/btnStart"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="40dp"
        android:text="開始請求"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

以上是簡單項(xiàng)目的所有代碼

三 Android Profile 定位分析

Android手機(jī)通過數(shù)據(jù)線接通電腦, 可以開發(fā)者調(diào)試模式, 將項(xiàng)目運(yùn)行至手機(jī)(這里測試項(xiàng)目的包名是 com.lucky.handler)

image.png
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App運(yùn)行后,會出現(xiàn)MainActivity主頁面(我們先保持在這個頁面不要跳轉(zhuǎn)), 然后點(diǎn)開Android Studio 的Profiler

image.png

如果Session 窗口中,沒有任何app進(jìn)程,可以新建一個(要確保app啟動了)

image.png

創(chuàng)建完成,加載一會,就會有內(nèi)存情況分析出現(xiàn)(要在Session中選中可以分析的進(jìn)程)

image.png

正常情況,點(diǎn)開Profiler就會出現(xiàn)上門的圖,Session中的進(jìn)程可以刪除重新添加

接下來,點(diǎn)擊MERORY區(qū)域:

image.png

這里有三種方式可以,我們使用 Captrue heap dump來分析內(nèi)存泄露。

每點(diǎn)擊一次Record,都會記錄當(dāng)前App內(nèi)存情況,生成一個Heap Dump記錄,所以app操作之后點(diǎn)擊一次Record,內(nèi)存情況記錄會跟上一次有所不同的。

GC按鈕圖標(biāo)是一個垃圾桶:

image.png

首先分析內(nèi)存不泄露的情況:點(diǎn)擊Mainctivity的跳轉(zhuǎn)按鈕,跳轉(zhuǎn)到HandlerActivity , 然后點(diǎn)擊HandlerActivity中的"開始請求"按鈕,等待handleMessage回調(diào)后,退出HandlerActivity,回到MainActivity。然后回到Android Profile,執(zhí)行一次GC按鈕(模擬GC回收不可達(dá)的引用),再點(diǎn)擊Record按鈕,就會得到一個Heap Dump "記錄1"

image.png

我們看到,Leaks 數(shù)量是0,說明沒有因內(nèi)存泄露不可以回收的引用。

接下來點(diǎn)擊 MEMORY旁邊的返回按鈕:

image.png

我們繼續(xù)操作內(nèi)存泄露的情況。點(diǎn)擊Mainctivity的跳轉(zhuǎn)按鈕,跳轉(zhuǎn)到HandlerActivity , 然后點(diǎn)擊HandlerActivity中的"開始請求"按鈕,立馬退出HandlerActivity,不等待handleMessage回調(diào) ,回到MainActivity。然后回到Android Profile,執(zhí)行一次GC按鈕(模擬GC回收不可達(dá)的引用),再點(diǎn)擊Record按鈕,就會得到一個Heap Dump "記錄2"

image.png

我們看到,即使執(zhí)行了GC,也無法回收,仍然有一個內(nèi)存泄露的引用

image.png

通過過濾器來查看,我們發(fā)現(xiàn),這是一個Activity生命周期的引用。

我們保持在當(dāng)前Mainactivity不動,等到10秒鐘耗時結(jié)束后,我們再執(zhí)行一次GC和Heap dump操作,得到記錄3,會發(fā)現(xiàn)這個引用可以被回收了:

image.png

四 問題總結(jié)

通過以上分析,我們得出結(jié)論:

  1. 如果耗時操作(例如接口請求)尚未執(zhí)行完畢,就退出Activity,那么Activity就會引發(fā)內(nèi)存泄露
  2. 退出Activity后,Handler的handleMessage仍然可以正?;卣{(diào),假如在這里面做UI的刷新操作,就會有崩潰的風(fēng)險(因?yàn)閍ctivity已經(jīng)退出了)

五 如何解決

正常情況下,如果接口正?;卣{(diào)完成,Activity是能夠被回收的,如果遇到長時間的阻塞,且來回開啟HandlerActivity,就會引發(fā)不可預(yù)估的風(fēng)險。

  1. 將Handler改成靜態(tài)內(nèi)部類方式,并用弱引用持有Activity,這樣在內(nèi)存吃緊的時候,是能夠正?;厥盏摹?/li>
  2. 在退出Activity的時候,remove掉Handler,或者讓Message被消費(fèi)掉,引用自然會釋放
  3. 在Activity中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)請求這種方式已經(jīng)不可取,可以充分利用MVVM架構(gòu),解耦的方式去優(yōu)化代碼,盡可能避免不要的風(fēng)險
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