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GC可达性实践-内存泄露分析

 JVM  1666  4 分钟

概述

Java中的对象回收是通过GC，但是在回收之前需要知道哪些对象是可回收的，哪些对象是不可回收的。

常见的回收机制

引用计数算法

引用算法是在对象中添加引用计数器，每当有地方引用了此对象时候，引用计数加1，当引用失效时候引用计数器减1。没有任何地方引用此对象时候，说明此对象不再使用，可以被回收。常见的是C++中的智能指针使用了此算法。而Java中并未使用此算法，为什么呢？后面再回答吧。

可达性分析算法

在Java中判断是否可回收是通过可达性来判断的。可达性分析的基本思路是通过一系列的称为“GC ROOT”的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到GC ROOT没有任何引用链时说明此对象可被回收。 例如： GC-1 由于A，B对象没有引用链，因此可以被回收。

注 GC模型中的均为对象，而不是类。

Java中的引用

现在Java语言中，引用分为强引用，软引用，弱引用，虚引用。

强引用在代码中普遍存在， 类似于“Object object = new Object”，只要强引用存在，GC不会回收被引用的对象。

软引用在代码中不常见，用于描述一些还有用但并非必需的对象。对于软引用关联的对象，Java中用SoftReference来实现的。

弱引用描述非必需的对象，只被弱引用关联的对象只能生存到下一次GC发生之前，一旦GC被触发，只被弱引用引用的对象都会被回收。Java中用WeakReference来实现。

Java中GC ROOT简易模型分析

GC-2 A对象释放了C的引用后，C，D对象无引用链可以到达,因此C，D对象可以被回收。

GC-3 A对象释放对C对象的引用，然而GC ROOT -> A -> B -> C -> D，到C对象有引用链可达,到D对象有引用链子可达，所有没有对象可以被回收。

GC-4 A释放对B，C的引用，根据引用链到B，C，D都不可达，因此B，C，D对象均可回收。 如果使用的是引用计数算法呢？ 由于B，C，D相互引用，导致了各个对象的引用计数器都不为0，从而均不可回收，对于相互循环引用的对象，引用计数算法不能很好的解决.

包含弱引用情况，如下图B弱引用C GC-5 当A释放C的引用，由于B是弱引用C，弱引用只会存在到GC发生之前，相当于无引用链可达，因此C，D对象会可被回收。

Android内存泄露

AsyncTask的使用中会经常的直接Activity或者Fragment中创建匿名内部类来使用，这样很容易导致Activity或者Fragment的泄露。

  public class TaskLeakActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        TextView textView = new TextView(this);
        textView.setText("Task");
        setContentView(textView);
        new AsyncTask<Void, Void, Void>() {
            @Override protected Void doInBackground(Void... params) {
                SystemClock.sleep(20000);
                return null;
            }
        }.execute();
    }
}

LeakCanary检测 ： LeakCanary

MAT检测： MAT

GC ROOT简易模型

这个例子中虽然剪断GC ROOT到Activity的部分引用链，由于存在 GC ROOT -> Thead -> anonymous AsyncTask -> TaskLeakActivity引用链到TaskLeakActivity可达。因此导致了TaskLeakActivity不可回收，导致了泄露。

注：这里GC ROOT不正规，只是为了分析泄露引入的，其实GC ROOT是具体的类对象。对于哪些类的对象可作为GC ROOT可。 Google。

经常的会听到这样一句话： 长周期的对象持有了短周期的对象导致内存泄露，为什么呢? 这是因为长周期的对象，到短周期的对象的引用链可达，导致短周期的对象泄露。就像上述的Thread的对象到TaskLeakActivity的引用链可达。

如何修复内存泄露

  • 修复内存泄露，我们就是剪断到对象引用链，使得引用链到对象不可达。
  • 避免不必要的引用，比如含有耗时操作匿名内部类改为静态内部类，查询数据库时只是需要ContentResolve，没必要传入Activity等等。
  • 使用长周期的对象替换短周期对象，比如需要Context对象，避免使用Activity，而是使用ApplicationContext等等。
  • 引入弱引用，弱引用可以只能存在到引用GC触发之前，不会影响内存的回收。

GC ROOT简易模型有哪些好处

  • 更好的使用常用的内存泄露的工具比如MAT，LeakCannary，这些工具根据引用链作为原理。
  • 更好的查找内存泄露。
  • 写代码时候更好的明白持有关系，避免从源头避免内存泄露。
updatedupdated2020-06-132020-06-13