内存溢出与泄漏

1.介绍

内存溢出 out of memory，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现out of memory；比如申请了一个integer,但给它存了long才能存下的数，那就是内存溢出。

内存泄露 memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光。

memory leak会最终会导致out of memory！

内存溢出就是你要求分配的内存超出了系统能给你的，系统不能满足需求，于是产生溢出。

内存泄漏是指你向系统申请分配内存进行使用(new)，可是使用完了以后却不归还(delete)，结果你申请到的那块内存你自己也不能再访问（也许你把它的地址给弄丢了），而系统也不能再次将它分配给需要的程序。一个盘子用尽各种方法只能装4个果子，你装了5个，结果掉倒地上不能吃了。这就是溢出！比方说栈，栈满时再做进栈必定产生空间溢出，叫上溢，栈空时再做退栈也产生空间溢出，称为下溢。就是分配的内存不足以放下数据项序列,称为内存溢出.

以发生的方式来分类，内存泄漏可以分为4类：

1. 常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到，每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。
2. 偶发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境，偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。
3. 一次性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只会被执行一次，或者由于算法上的缺陷，导致总会有一块仅且一块内存发生泄漏。比如，在类的构造函数中分配内存，在析构函数中却没有释放该内存，所以内存泄漏只会发生一次。
4. 隐式内存泄漏。程序在运行过程中不停的分配内存，但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏，因为最终程序释放了所有申请的内存。但是对于一个服务器程序，需要运行几天，几周甚至几个月，不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以，我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。

内存溢出的原因以及解决方法

引起内存溢出的原因有很多种，小编列举一下常见的有以下几种：
1.内存中加载的数据量过于庞大，如一次从数据库取出过多数据；
2.集合类中有对对象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收；
3.代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体；
4.使用的第三方软件中的BUG；
5.启动参数内存值设定的过小
内存溢出的解决方案：
第一步，修改JVM启动参数，直接增加内存。(-Xms，-Xmx参数一定不要忘记加。)
第二步，检查错误日志，查看“OutOfMemory”错误前是否有其它异常或错误。
第三步，对代码进行走查和分析，找出可能发生内存溢出的位置。
重点排查以下几点：
1.检查对数据库查询中，是否有一次获得全部数据的查询。一般来说，如果一次取十万条记录到内存，就可能引起内存溢出。这个问题比较隐蔽，在上线前，数据库中数据较少，不容易出问题，上线后，数据库中数据多了，一次查询就有可能引起内存溢出。因此对于数据库查询尽量采用分页的方式查询。
2.检查代码中是否有死循环或递归调用。
3.检查是否有大循环重复产生新对象实体。
4.检查对数据库查询中，是否有一次获得全部数据的查询。一般来说，如果一次取十万条记录到内存，就可能引起内存溢出。这个问题比较隐蔽，在上线前，数据库中数据较少，不容易出问题，上线后，数据库中数据多了，一次查询就有可能引起内存溢出。因此对于数据库查询尽量采用分页的方式查询。
5.检查List、MAP等集合对象是否有使用完后，未清除的问题。List、MAP等集合对象会始终存有对对象的引用，使得这些对象不能被GC回收。
第四步，使用内存查看工具动态查看内存使用情况

内存泄漏对程序的影响？

内存泄漏是造成应用程序OOM的主要原因之一。我们知道Android系统为每个应用程序分配的内存是有限的，而当一个应用中产生的内存泄漏比较多时，这就难免会导致应用所需要的内存超过系统分配的内存限额，这就造成了内存溢出从而导致应用Crash。

如何检查和分析内存泄漏？

因为内存泄漏是在堆内存中，所以对我们来说并不是可见的。通常我们可以借助MAT、LeakCanary等工具来检测应用程序是否存在内存泄漏。
1、MAT是一款强大的内存分析工具，功能繁多而复杂。
2、LeakCanary则是由Square开源的一款轻量级的第三方内存泄漏检测工具，当检测到程序中产生内存泄漏时，它将以最直观的方式告诉我们哪里产生了内存泄漏和导致谁泄漏了而不能被回收。

常见的内存泄漏及解决方法

1、单例造成的内存泄漏

由于单例的静态特性使得其生命周期和应用的生命周期一样长，如果一个对象已经不再需要使用了，而单例对象还持有该对象的引用，就会使得该对象不能被正常回收，从而导致了内存泄漏。

2、非静态内部类创建静态实例造成的内存泄漏

例如，有时候我们可能会在启动频繁的Activity中，为了避免重复创建相同的数据资源，可能会出现如下写法：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

private static TestResource mResource = null;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    if(mResource == null){
        mResource = new TestResource();
    }
    //...
}

class TestResource {
//...
}

}
这样在Activity内部创建了一个非静态内部类的单例，每次启动Activity时都会使用该单例的数据。虽然这样避免了资源的重复创建，但是这种写法却会造成内存泄漏。因为非静态内部类默认会持有外部类的引用，而该非静态内部类又创建了一个静态的实例，该实例的生命周期和应用的一样长，这就导致了该静态实例一直会持有该Activity的引用，从而导致Activity的内存资源不能被正常回收。
解决方法：将该内部类设为静态内部类或将该内部类抽取出来封装成一个单例，如果需要使用Context，就使用Application的Context。

3、Handler造成的内存泄漏

示例：创建匿名内部类的静态对象

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private final Handler handler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            // ...
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // ...
                handler.sendEmptyMessage(0x123);
            }
        });
    }
}

1、从Android的角度
当Android应用程序启动时，该应用程序的主线程会自动创建一个Looper对象和与之关联的MessageQueue。当主线程中实例化一个Handler对象后，它就会自动与主线程Looper的MessageQueue关联起来。所有发送到MessageQueue的Messag都会持有Handler的引用，所以Looper会据此回调Handle的handleMessage()方法来处理消息。只要MessageQueue中有未处理的Message，Looper就会不断的从中取出并交给Handler处理。另外，主线程的Looper对象会伴随该应用程序的整个生命周期。
2、 Java角度
在Java中，非静态内部类和匿名类内部类都会潜在持有它们所属的外部类的引用，但是静态内部类却不会。

对上述的示例进行分析，当MainActivity结束时，未处理的消息持有handler的引用，而handler又持有它所属的外部类也就是MainActivity的引用。这条引用关系会一直保持直到消息得到处理，这样阻止了MainActivity被垃圾回收器回收，从而造成了内存泄漏。
解决方法：将Handler类独立出来或者使用静态内部类，这样便可以避免内存泄漏。

4、线程造成的内存泄漏

示例：AsyncTask和Runnable

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

    new Thread(new MyRunnable()).start();
    new MyAsyncTask(this).execute();
}

class MyAsyncTask extends AsyncTask<Void, Void, Void> {

    // ...

    public MyAsyncTask(Context context) {
        // ...
    }

    @Override
    protected Void doInBackground(Void... params) {
        // ...
        return null;
    }

    @Override
    protected void onPostExecute(Void aVoid) {
        // ...
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // ...
    }
}

}
AsyncTask和Runnable都使用了匿名内部类，那么它们将持有其所在Activity的隐式引用。如果任务在Activity销毁之前还未完成，那么将导致Activity的内存资源无法被回收，从而造成内存泄漏。
解决方法：将AsyncTask和Runnable类独立出来或者使用静态内部类，这样便可以避免内存泄漏。

5、资源未关闭造成的内存泄漏

对于使用了BraodcastReceiver，ContentObserver，File，Cursor，Stream，Bitmap等资源，应该在Activity销毁时及时关闭或者注销，否则这些资源将不会被回收，从而造成内存泄漏。

1）比如在Activity中register了一个BraodcastReceiver，但在Activity结束后没有unregister该BraodcastReceiver。
2）资源性对象比如Cursor，Stream、File文件等往往都用了一些缓冲，我们在不使用的时候，应该及时关闭它们，以便它们的缓冲及时回收内存。它们的缓冲不仅存在于 java虚拟机内，还存在于java虚拟机外。如果我们仅仅是把它的引用设置为null，而不关闭它们，往往会造成内存泄漏。
3）对于资源性对象在不使用的时候，应该调用它的close()函数将其关闭掉，然后再设置为null。在我们的程序退出时一定要确保我们的资源性对象已经关闭。
4）Bitmap对象不在使用时调用recycle()释放内存。2.3以后的bitmap应该是不需要手动recycle了，内存已经在java层了。

6、使用ListView时造成的内存泄漏

初始时ListView会从BaseAdapter中根据当前的屏幕布局实例化一定数量的View对象，同时ListView会将这些View对象缓存起来。当向上滚动ListView时，原先位于最上面的Item的View对象会被回收，然后被用来构造新出现在下面的Item。这个构造过程就是由getView()方法完成的，getView()的第二个形参convertView就是被缓存起来的Item的View对象（初始化时缓存中没有View对象则convertView是null）。

构造Adapter时，没有使用缓存的convertView。
解决方法：在构造Adapter时，使用缓存的convertView。

7、集合容器中的内存泄露

我们通常把一些对象的引用加入到了集合容器（比如ArrayList）中，当我们不需要该对象时，并没有把它的引用从集合中清理掉，这样这个集合就会越来越大。如果这个集合是static的话，那情况就更严重了。
解决方法：在退出程序之前，将集合里的东西clear，然后置为null，再退出程序。

8、WebView造成的泄露

当我们不要使用WebView对象时，应该调用它的destory()函数来销毁它，并释放其占用的内存，否则其长期占用的内存也不能被回收，从而造成内存泄露。
解决方法：为WebView另外开启一个进程，通过AIDL与主线程进行通信，WebView所在的进程可以根据业务的需要选择合适的时机进行销毁，从而达到内存的完整释放。

参考：http://www.jianshu.com/p/90caf813682d