Android LeakCanary檢測(cè)內(nèi)存泄露原理是什么

小編給大家分享一下Android LeakCanary檢測(cè)內(nèi)存泄露原理是什么，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

以LeakCanary2.6源碼分析LeakCanary檢測(cè)內(nèi)存泄露原理，為減少篇幅長(zhǎng)度，突出關(guān)鍵點(diǎn)，不粘貼大量源碼，閱讀時(shí)需搭配源碼食用。

如何獲取context

LeakCanary只需引入依賴，不需要初始化代碼，就能執(zhí)行內(nèi)存泄漏檢測(cè)了，它是通過(guò)ContentProvider獲取應(yīng)用的context。這種獲取context方式在開(kāi)源第三方庫(kù)中十分流行。如下AppWatcherInstaller在LeakCanary的aar包中manifest文件中注冊(cè)。

internal sealed class AppWatcherInstaller : ContentProvider() {
 override fun onCreate(): Boolean {
  val application = context!!.applicationContext as Application
  AppWatcher.manualInstall(application)//1
  return true
 }
 ...
}

默認(rèn)檢測(cè)哪些類對(duì)象的內(nèi)存泄露

（1）處的方法將調(diào)用如下方法注冊(cè)需要檢測(cè)泄露的對(duì)象：

 fun appDefaultWatchers(
  application: Application,
  reachabilityWatcher: ReachabilityWatcher = objectWatcher
 ): List<InstallableWatcher> {
  return listOf(
   ActivityWatcher(application, reachabilityWatcher),
   FragmentAndViewModelWatcher(application, reachabilityWatcher),
   RootViewWatcher(reachabilityWatcher),
   ServiceWatcher(reachabilityWatcher)
  )
 }

可以看到LeakCanary會(huì)把Activity，F(xiàn)ragment，ViewModel，RootView和Service納入檢測(cè)，這些對(duì)象都是有明確的生命周期，而且占用內(nèi)存較高，它們的內(nèi)存泄露是需要我們重點(diǎn)關(guān)注的。

如何將這些生命周期對(duì)象納入監(jiān)測(cè)

（1）處的manualInstall方法將遍歷調(diào)用上述Watcher的install方法以適時(shí)將這些生命周期對(duì)象納入檢測(cè)。

ActivityWatcher

ActivityWatcher中install方法通過(guò)向application注冊(cè)Application.ActivityLifecycleCallbacks接口回調(diào)實(shí)現(xiàn)對(duì)Activity生命周期的檢測(cè)。這里有一個(gè)很棒的技巧，利用Kotlin委托與Java動(dòng)態(tài)代理，將不需要關(guān)注的方法給出默認(rèn)空實(shí)現(xiàn)，（2）（3）處代碼提取出來(lái)，可以在平時(shí)開(kāi)發(fā)中有需求的地方使用。

//ActivityWatcher
 private val lifecycleCallbacks =
  object : Application.ActivityLifecycleCallbacks by noOpDelegate() {
   override fun onActivityDestroyed(activity: Activity) {
    reachabilityWatcher.expectWeaklyReachable(
     activity, "${activity::class.java.name} received Activity#onDestroy() callback"
    )//4
   }
  }

internal inline fun <reified T : Any> noOpDelegate(): T {
 val javaClass = T::class.java
 return Proxy.newProxyInstance(
  javaClass.classLoader, arrayOf(javaClass), NO_OP_HANDLER
 ) as T
}//2

private val NO_OP_HANDLER = InvocationHandler { _, _, _ ->
 // no op
}//3

（4）調(diào)用的objectWatcher.expectWeaklyReachable方法是將對(duì)象納入監(jiān)測(cè)的通用方法，如其名稱所示，WeaklyReachable相較的是StronglyReachable，當(dāng)一個(gè)對(duì)象不再需要時(shí)，我們希望它從WeaklyReachable變?yōu)镾tronglyReachable。

我們可以在不再需要某對(duì)象時(shí)主動(dòng)調(diào)用該方法，檢測(cè)任意對(duì)象（除上節(jié)的默認(rèn)對(duì)象）的內(nèi)存泄露：

AppWatcher.objectWatcher.expectWeaklyReachable(obj, "")

onActivityDestroyed回調(diào)中就通過(guò)該方式將activity納入監(jiān)測(cè)。

通過(guò)上述對(duì)Activity的納入內(nèi)存泄露源碼的分析，可以發(fā)現(xiàn)其中2個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，首先需要能獲取應(yīng)用中所有待檢測(cè)對(duì)象的引用，其次需要一個(gè)待檢測(cè)對(duì)象生命周期結(jié)束的時(shí)機(jī)。而這兩點(diǎn)通過(guò)注冊(cè)Application.ActivityLifecycleCallbacks接口能夠同時(shí)滿足，可對(duì)于其他類對(duì)象，就沒(méi)有如此便捷的方式了。

下面介紹Fragment，ViewModel，RootView和Service這些類對(duì)象是如何納入檢測(cè)的。

FragmentAndViewModelWatcher

Fragment為了兼容在Android源碼中幾個(gè)不同包名的實(shí)現(xiàn)，對(duì)它們的檢測(cè)也需要分別實(shí)現(xiàn)，我們?cè)贔ragmentAndViewModelWatcher中只關(guān)注AndroidXFragmentDestroyWatcher對(duì)AndroidX中Fragment的內(nèi)存泄露檢測(cè)即可，其他幾個(gè)實(shí)現(xiàn)類似。

FragmentAndViewModelWatcher先同樣通過(guò)注冊(cè)Application.ActivityLifecycleCallbacks回調(diào)，適時(shí)獲取Activity引用，并在AndroidXFragmentDestroyWatcher獲取Activity的supportFragmentManager，向其注冊(cè)FragmentManager.FragmentLifecycleCallbacks。在其中的onFragmentDestroyed與onFragmentViewDestroyed回調(diào)中將Fragment和Fragment的View納入內(nèi)存泄露檢測(cè)。

對(duì)于ViewModel的檢測(cè)，則需要關(guān)注ViewModelClearedWatcher，通過(guò)用上一步獲取的Activity引用，添加名為ViewModelClearedWatcher的spy ViewModel，來(lái)獲得收到onCleared回調(diào)的能力，因?yàn)閷?duì)于一個(gè)ViewModelStoreOwner（Activity，F(xiàn)ragment）來(lái)說(shuō)，自己的一個(gè)ViewModel回調(diào)了onCleared，則其他ViewModel的onCleared也應(yīng)該被調(diào)用。這些ViewModel是通過(guò)ViewModelStore的mMap屬性反射獲取的。在spy ViewModel的onCleared回調(diào)中，納入內(nèi)存泄露檢測(cè)。

RootViewWatcher

對(duì)于Android里Window中的RootView，即DecorView，可以通過(guò)注冊(cè)addOnAttachStateChangeListener在View的onViewDetachedFromWindow時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。而獲取待檢測(cè)對(duì)象的引用就不像Activity和Fragment一樣有回調(diào)可以依賴了。LeakCanary采取了Hook的方式在install方法對(duì)RootView的容器進(jìn)行替換，具體來(lái)說(shuō)就是通過(guò)反射機(jī)制將WindowManagerGlobal中的mViews（包含所有Window中的DecorView）的ArrayList容器的實(shí)現(xiàn)修改，在其add方法中獲取DecorView的引用，之后設(shè)置OnAttachStateChangeListener回調(diào)進(jìn)行檢測(cè)。

ServiceWatcher

而Android中Service，無(wú)論是獲取引用還是監(jiān)測(cè)時(shí)機(jī)的確定都沒(méi)有系統(tǒng)的回調(diào)可以依賴，LeakCanary都是采用Hook的方式達(dá)到目的。首先通過(guò)反射拿到ActivityThread中的mServices，這是包含app中全部Service的一個(gè)Map。在install方法中有兩個(gè)Hook點(diǎn)，首先是Android 消息機(jī)制的中轉(zhuǎn)中心，名為H的Handler，系統(tǒng)側(cè)對(duì)應(yīng)用側(cè)的全部回調(diào)都需要經(jīng)過(guò)它的周轉(zhuǎn)。因?yàn)镠andler中mCallback執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)大于handleMessage方法，Leakcanary替換H的mCallback實(shí)現(xiàn)，當(dāng)消息為STOP_SERVICE時(shí)，便從mServices取出該消息對(duì)應(yīng)的Service作為待檢測(cè)Service引用。第二個(gè)Hook點(diǎn)為ActivityManagerService，通過(guò)動(dòng)態(tài)代理修改它的serviceDoneExecuting方法，在其真正實(shí)現(xiàn)前增加內(nèi)存泄露檢測(cè)，其余方法保持不變。

這些類納入檢測(cè)納入檢測(cè)的時(shí)機(jī)，可總結(jié)為如下表格：

如何確定內(nèi)存泄露的對(duì)象

在確定待檢測(cè)對(duì)象與時(shí)機(jī)后，查看ObjectWatcher的expectWeaklyReachable方法，可以得知如何實(shí)現(xiàn)將泄露對(duì)象從待檢測(cè)對(duì)象（默認(rèn)即上節(jié)我們分析的那些有生命周期的類對(duì)象）挑出來(lái)的。確定內(nèi)存泄露對(duì)象的原理是我們常用的WeakReference，其雙參數(shù)構(gòu)造函數(shù)支持傳入一個(gè)ReferenceQueue，當(dāng)其關(guān)聯(lián)的對(duì)象回收時(shí)，會(huì)將WeakReference加入ReferenceQueue中。LeakCanary的做法是繼承ReferenceQueue，增加一個(gè)值為UUID的屬性key，同時(shí)將每個(gè)需要監(jiān)測(cè)的對(duì)象WeakReference以此UUID作為鍵加入一個(gè)map中。這樣，在GC過(guò)后，removeWeaklyReachableObjects方法通過(guò)遍歷ReferenceQueue，通過(guò)key值刪除map中已回收的對(duì)象，剩下的對(duì)象就基本可以確定發(fā)生了內(nèi)存泄露。

如何確定從GC root到泄露對(duì)象的引用鏈

在確定內(nèi)存泄露的對(duì)象后，就需要其他手段來(lái)確定泄露對(duì)象引用鏈了，這一過(guò)程開(kāi)始于checkRetainedObjects方法，跟蹤調(diào)用可以看到啟動(dòng)了前臺(tái)服務(wù)HeapAnalyzerService，這在我們使用LeakCanary時(shí)可以在通知欄看到。服務(wù)中調(diào)用了HeapAnalyzer的analyze方法進(jìn)行堆內(nèi)存分析，由Shark庫(kù)實(shí)現(xiàn)該功能，就不再進(jìn)行追蹤。

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