性能优化工具知识梳理(7) LeakCanary

时间 2019-11-21

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1、概述

LeakCanary提供了一种很便捷的方式，让咱们在开发阶段检测内存泄漏问题，咱们不须要本身去根据内存快照来分析内存泄漏的缘由，所须要作的仅仅是在Debug包中集成它，它会自动地帮咱们检测内存泄漏，并给出致使泄漏的引用链。android

2、集成

下面，就来看一下如何在项目当中集成它：bash

第一步：须要引入远程依赖，这里咱们引入了两个，在release版本中，全部的调用都是空实现，这样就会避免在release的版本中也在桌面生成一个泄漏检测结果的图标。

dependencies {
        //在 debug 版本中才会实现真正的功能
        debugCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.3'
        //在 release 版本中为空实现
        releaseCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.3'
}
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第二步：重写Application，初始化一个全局RefWatcher对象，它负责监视全部应当要被回收的对象：

public class LeakCanaryApplication extends Application {

    private RefWatcher mRefWatcher;

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        mRefWatcher = LeakCanary.install(this);
    }

    public static RefWatcher getRefWatcher(Context context) {
        LeakCanaryApplication application = (LeakCanaryApplication) context.getApplicationContext();
        return application.mRefWatcher;
    }
}
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第三步：在须要回收的对象上，添加监测代码，这里咱们以Activity为例就须要在它的onDestory()方法中加入监测的代码，咱们经过单例持有Activity的引用，模拟了一种内存泄漏发生的场景：

public class LeakSingleton {

    private static LeakSingleton sInstance;
    private Context mContext;

    public static LeakSingleton getInstance(Context context) {
        if (sInstance == null) {
            sInstance = new LeakSingleton(context);
        }
        return sInstance;
    }

    private LeakSingleton(Context context) {
        mContext = context;
    }
}

public class LeakCanaryActivity extends Activity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_leak_canary);
        //让这个单例对象持有 Activity 的引用
        LeakSingleton.getInstance(this);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        //在 onDestroy 方法中使用 Application 中建立的 RefWatcher 监视须要回收的对象
        LeakCanaryApplication.getRefWatcher(this).watch(this);
    }
}
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在退出应用程序以后，咱们会发如今桌面上生成了一个新的图标，点击图标进入，就是LeakCanary为咱们分析出的致使泄漏的引用链：服务器

以上就是把 LeakCanary集成到项目中的方法，下面，咱们来讨论一下它的实现原理。

3、原理

当调用了RefWatcher.watch()方法以后，会触发如下逻辑：app

建立一个KeyedWeakReference，它内部引用了watch传入的对象：

final KeyedWeakReference reference = new KeyedWeakReference(watchedReference, key, referenceName, this.queue);
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在后台线程检查引用是否被清除：

this.watchExecutor.execute(new Runnable() {
      public void run() {
           RefWatcher.this.ensureGone(reference, watchStartNanoTime);
      }
});
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若是没有清除，那么首先调用一次GC，假如引用仍是没有被清除，那么把当前的内存快照保存到.hprof文件当中，并调用heapdumpListener进行分析：

void ensureGone(KeyedWeakReference reference, long watchStartNanoTime) {
        long gcStartNanoTime = System.nanoTime();
        long watchDurationMs = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(gcStartNanoTime - watchStartNanoTime);
        this.removeWeaklyReachableReferences();
        if(!this.gone(reference) && !this.debuggerControl.isDebuggerAttached()) {
            this.gcTrigger.runGc();
            this.removeWeaklyReachableReferences();
            if(!this.gone(reference)) {
                long startDumpHeap = System.nanoTime();
                long gcDurationMs = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(startDumpHeap - gcStartNanoTime);
                File heapDumpFile = this.heapDumper.dumpHeap();
                if(heapDumpFile == null) {
                    return;
                }
                long heapDumpDurationMs = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(System.nanoTime() - startDumpHeap);
                this.heapdumpListener.analyze(new HeapDump(heapDumpFile, reference.key, reference.name, watchDurationMs, gcDurationMs, heapDumpDurationMs));
            }
        }
}
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上面说到的heapdumpListener的实现类为ServiceHeapDumpListener，它会启动内部的HeapAnalyzerService：

public void analyze(HeapDump heapDump) {
        Preconditions.checkNotNull(heapDump, "heapDump");
        HeapAnalyzerService.runAnalysis(this.context, heapDump, this.listenerServiceClass);
}
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这是一个IntentService，所以它的onHandlerIntent方法是运行在子线程中的，在经过HeapAnalyzer分析完毕以后，把最终的结果传回给App端展现检测的结果：

protected void onHandleIntent(Intent intent) {
        String listenerClassName = intent.getStringExtra("listener_class_extra");
        HeapDump heapDump = (HeapDump)intent.getSerializableExtra("heapdump_extra");
        AnalysisResult result = this.heapAnalyzer.checkForLeak(heapDump.heapDumpFile, heapDump.referenceKey);
        AbstractAnalysisResultService.sendResultToListener(this, listenerClassName, heapDump, result);
    }
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HeapAnalyzer会计算未能回收的引用到Gc Roots的最短引用路径，若是泄漏，那么创建致使泄漏的引用链并经过AnalysisResult返回：

public AnalysisResult checkForLeak(File heapDumpFile, String referenceKey) {
        long analysisStartNanoTime = System.nanoTime();
        if(!heapDumpFile.exists()) {
            IllegalArgumentException snapshot1 = new IllegalArgumentException("File does not exist: " + heapDumpFile);
            return AnalysisResult.failure(snapshot1, this.since(analysisStartNanoTime));
        } else {
            ISnapshot snapshot = null;

            AnalysisResult className;
            try {
                snapshot = this.openSnapshot(heapDumpFile);
                IObject e = this.findLeakingReference(referenceKey, snapshot);
                if(e != null) {
                    String className1 = e.getClazz().getName();
                    AnalysisResult result = this.findLeakTrace(analysisStartNanoTime, snapshot, e, className1, true);
                    if(!result.leakFound) {
                        result = this.findLeakTrace(analysisStartNanoTime, snapshot, e, className1, false);
                    }

                    AnalysisResult var9 = result;
                    return var9;
                }

                className = AnalysisResult.noLeak(this.since(analysisStartNanoTime));
            } catch (SnapshotException var13) {
                className = AnalysisResult.failure(var13, this.since(analysisStartNanoTime));
                return className;
            } finally {
                this.cleanup(heapDumpFile, snapshot);
            }

            return className;
        }
    }
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4、自定义处理行为

默认LeakCanary是会在桌面生成一个图标，点击图标以后，会展现致使泄漏的引用链，有时候，咱们但愿把这些信息上传到服务器中，那么就须要自定义收到结果后的处理的行为，下面，咱们看一下要怎么作：ide

第一步：继承DisplayLeakService，进行本身的处理逻辑，这里咱们只是打印出泄漏的信息，heapDump为对应的内存快照，result为分析的结果，leakInfo则是相关的信息：

public class MyLeakUploadService extends DisplayLeakService {

    @Override
    protected void afterDefaultHandling(HeapDump heapDump, AnalysisResult result, String leakInfo) {
        if (!result.leakFound || result.excludedLeak) {
            return;
        }
        Log.d("MyLeakUploadService", "leakInfo=" + leakInfo);
    }

}
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第二步：改变Application中初始化RefWatcher的方式，第二个参数中传入咱们自定义的Service类名：

public class LeakCanaryApplication extends Application {
    private RefWatcher mRefWatcher;
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        mRefWatcher = LeakCanary.install(this, MyLeakUploadService.class);
    }
}
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第三步：在AndroidManifest.xml中注册自定义的Service：

<application>
        <service android:name=".leakcanary.MyLeakUploadService"/>
    </application>
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最后，咱们运行和以前同样的操做，会看到在输出台上打印出了泄漏的分析结果：

5、小结

在调试阶段，咱们能够经过引入LeakCanary，让它帮助咱们排查出一些会致使内存泄漏的问题。post

6、参考文献

https://www.liaohuqiu.net/cn/posts/leak-canary-read-me/ui