本文内容来源于最近一次内部分享的总结，没来得及详细整理，见谅。
本次分享主要对内存泄露和线程安全这两个问题进行一些说明，内部代码扫描发现的BUG大致分为四类：1）空指针；2）除0；3）内存、资源泄露；4）线程安全。第一、二个问题属于编码考虑不周，第三、四个问题则需要更深入的分析。
- 内存泄露
- 线程安全
一、内存泄露
1、很抱歉，”XXX”已停止运行。OOM？
怎样才能让app报OOM呢？最简单的办法如下：
Bitmap bt1 = BitmapFactory.decodeResource(this.getResources(), R.drawable.image); Bitmap bt2 = BitmapFactory.decodeResource(this.getResources(), R.drawable.image); Bitmap btn = ...
2、查看内存占用
- 命令行：adb shell dumpsys meminfo packageName
- 通过Android Studio的Memory Monitor查看内存中Dalvik Heap的实时变化
3、发生内存泄露的条件
首先，每个app有最大内存限制。
ActivityManager activityManager = (ActivityManager) context.getSystemServiceContext.ACTIVITY_SERVICE);
activityManager.getMemoryClass();getMemoryClass()取到的是最大内存资源。Android中的堆内存分为Native Heap和Dalvik Heap。C/C++申请的内存空间在Native Heap中，Java申请的内存空间则在Dalvik Heap中。对于head堆的大小限制，可以查看/system/build.prop文件：
dalvik.vm.heapstartsize=8m dalvik.vm.heapgrowthlimit=96m dalvik.vm.heapsize=256m
注意：
heapsize参数表示单个进程heap可用的最大内存，但如果存在以下参数”dalvik.vm.headgrowthlimit =96m”表示单个进程heap内存被限定在96m，即程序运行过程实际只能使用96m内存。
如果申请的内存资源超过上述限制，系统就会抛出OOM错误。
4、常见避免OOM的措施
以下主要从四个方面总结常见的措施：1）减小对象的内存占用；2）内存对象的重复利用；3）避免对象的内存泄露；4）内存使用策略优化。
4.1 减小对象的内存占用
- 使用ArrayMap/SparseArray而不是HashMap等传统数据结构。
- 在Android中避免使用枚举。
- 减小Bitmap对象的内存占用。inSampleSize和decode format。
4.2 内存对象的重复利用
- ListView/GridView等出现大量重复子组件的视图里面对ConvertView的复用
- 使用LRU机制缓存Bitmap
- 避免在onDraw方法里面执行对象的创建
- 使用StringBuilder来替代频繁的”+”
4.3 避免对象的内存泄露
4.1和4.2都是比较常规的措施，4.3需要重点关注。
1）Activity泄露
导致Activity泄露的原因较多，下面列举一些比较常见的。从原理上主要分为两类：i）静态对象；ii）this$0。
- Activity被static变量引用。这段代码来自于我们的Crash上传
private static Map<ComponentName, ExceptionHandler> configMap = new HashMap<ComponentName, ExceptionHandler>(); public static void setActivity(final Activity activity, boolean send2Server) { Log.d(TAG, "bind exception handler : " + activity.getComponentName().getClassName()); //上下文初始化 SDKContext.init(activity.getApplication()); init(activity.getApplication()); ExceptionHandler exceptionHandler = new ExceptionHandler( activity, send2Server, Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler()); configMap.put(activity.getComponentName(), exceptionHandler); Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(exceptionHandler); }
下面是通过MAT分析一个Activity泄露的截图：
- 内部类引用导致Activity的泄漏
最典型的场景是Handler导致的Activity泄漏，如果Handler中有延迟的任务或者是等待执行的任务队列过长，都有可能因为Handler继续执行而导致Activity发生泄漏。此时的引用关系链是Looper -> MessageQueue -> Message -> Handler -> Activity。为了解决这个问题，可以在UI退出之前，执行remove Handler消息队列中的消息与runnable对象。或者是使用Static + WeakReference的方式来达到断开Handler与Activity之间存在引用关系的目的。
可参考链接：线程通信
2）考虑使用Application Context而不是Activity Context
对于大部分非必须使用Activity Context的情况（Dialog的Context就必须是Activity Context），我们都可以考虑使用Application Context而不是Activity的Context，这样可以避免不经意的Activity泄露。
3）注意临时Bitmap对象的及时回收
虽然在大多数情况下，我们会对Bitmap增加缓存机制，但是在某些时候，部分Bitmap是需要及时回收的。例如临时创建的某个相对比较大的bitmap对象，在经过变换得到新的bitmap对象之后，应该尽快回收原始的bitmap，这样能够更快释放原始bitmap所占用的空间。
4）内存占用监控
通过Runtime获取maxMemory，而maxMemory-totalMemory即为剩余可使用的dalvik内存。定期检查这个值，达到80%就去释放各种cache资源（bitmap的cache）。
/** * Returns the maximum number of bytes the heap can expand to. See {@link #totalMemory} for the * current number of bytes taken by the heap, and {@link #freeMemory} for the current number of * those bytes actually used by live objects. */ int maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory()); // 应用程序最大可用内存 /** * Returns the number of bytes taken by the heap at its current size. The heap may expand or * contract over time, as the number of live objects increases or decreases. See * {@link #maxMemory} for the maximum heap size, and {@link #freeMemory} for an idea of how much * the heap could currently contract. */ long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory()); // 应用程序已获得内存 /** * Returns the number of bytes currently available on the heap without expanding the heap. See * {@link #totalMemory} for the heap's current size. When these bytes are exhausted, the heap * may expand. See {@link #maxMemory} for that limit. */ long freeMemory = Runtime.getRuntime().freeMemory()); // 应用程序已获得内存中未使用内存
5）注意Cursor对象是否及时关闭
在程序中我们经常会进行查询数据库的操作，但时常会存在不小心使用Cursor之后没有及时关闭的情况。这些Cursor的泄露，反复多次出现的话会对内存管理产生很大的负面影响，我们需要谨记对Cursor对象的及时关闭。
4.4 内存使用策略优化
- 谨慎使用large heap
- 综合考虑设备内存阈值与其他因素设计合适的缓存大小
- onLowMemory()/onTrimMemory(int)
- 资源文件需要选择合适的文件夹进行存放
- Try catch某些大内存分配的操作
- 谨慎使用static对象
- 优化布局层次，减少内存消耗
- 谨慎使用多进程
- 谨慎使用依赖注入框架
- 使用ProGuard来剔除不需要的代码
- 谨慎使用第三方libraries
- 考虑不同的实现方式来优化内存占用
二、线程安全
1、下面的方法是线程安全的吗？
class MyCounter { private static int counter = 0; public static int getCount() { return counter++; } }
怎样使上述方法线程安全？
2、Java中的线程安全
怎样保持在多线程环境下的数据一致性，Java提供了多种方法实现：
- synchronized
- java.util.concurrent.atomic
- java.util.concurrent.locks
- thread safe collection（ConcurrentHashMap）
- volatile
2.1 synchronized
JVM保证被synchronized关键字修饰的代码段在同一时间只能被一个线程访问，内部通过对对象或类加锁来实现的。当方法被synchronized修饰时，锁加在对象上；当方法同时为static时，锁加在类上。从性能的角度来讲，一般不建议直接将锁加在类上，这样会使得类的所有对象的该方法均为synchronized的。
从之前扫描的问题来看，在编写synchronized程序时主要有两点需要注意：
- synchronized需要创建基于对象或者类的锁，所以不能在构造器或者变量上加锁。
- synchronized造成死锁。
1) 锁加在哪里？
List<ResultPoint> currentPossible = possibleResultPoints; List<ResultPoint> currentLast = lastPossibleResultPoints; int frameLeft = frame.left; int frameTop = frame.top; if (currentPossible.isEmpty()) { lastPossibleResultPoints = null; } else { possibleResultPoints = new ArrayList<>(5); lastPossibleResultPoints = currentPossible; paint.setAlpha(CURRENT_POINT_OPACITY); paint.setColor(resultPointColor); synchronized (currentPossible) { for (ResultPoint point : currentPossible) { canvas.drawCircle(frameLeft + (int) (point.getX() * scaleX), frameTop + (int) (point.getY() * scaleY), POINT_SIZE, paint); } } }
上述方法中，possibleResultPoints的创建没有采用同步措施，需要使用Collections.synchronizedXxx。
List<MyType> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(<MyType>)); ... synchronized(list){ for(MyType m : list){ foo(m); m.doSomething(); } }
一般比较推荐创建一个虚拟的对象专门用于获取锁。
//dummy object variable for synchronization private Object mutex=new Object(); ... //using synchronized block to read, increment and update count value synchronously synchronized (mutex) { count++; }
PS：直接在方法上加synchronized可能DoS攻击喔，举个栗子：
public class MyObject { // Locks on the object's monitor public synchronized void doSomething() { // ... } } // 黑客的代码 MyObject myObject = new MyObject(); synchronized (myObject) { while (true) { // Indefinitely delay myObject Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE); } }
黑客的代码获取了MyObject对象的锁，导致doSomething死锁，从而引发Denial of Service。
public class MyObject { //locks on the class object's monitor public static synchronized void doSomething() { // ... } } // 黑客的代码 synchronized (MyObject.class) { while (true) { Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE); // Indefinitely delay MyObject } }
2) 死锁。
public class ThreadDeadlock { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Object obj1 = new Object(); Object obj2 = new Object(); Object obj3 = new Object(); Thread t1 = new Thread(new SyncThread(obj1, obj2), "t1"); Thread t2 = new Thread(new SyncThread(obj2, obj3), "t2"); Thread t3 = new Thread(new SyncThread(obj3, obj1), "t3"); t1.start(); Thread.sleep(5000); t2.start(); Thread.sleep(5000); t3.start(); } } class SyncThread implements Runnable{ private Object obj1; private Object obj2; public SyncThread(Object o1, Object o2){ this.obj1=o1; this.obj2=o2; } @Override public void run() { String name = Thread.currentThread().getName(); System.out.println(name + " acquiring lock on "+obj1); synchronized (obj1) { System.out.println(name + " acquired lock on "+obj1); work(); System.out.println(name + " acquiring lock on "+obj2); synchronized (obj2) { System.out.println(name + " acquired lock on "+obj2); work(); } System.out.println(name + " released lock on "+obj2); } System.out.println(name + " released lock on "+obj1); System.out.println(name + " finished execution."); } private void work() { try { Thread.sleep(30000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
上述代码会输出什么呢？