Leakcanary Square的一款Android/Java内存泄漏检测工具

摘要

本文介绍一款Android与Java的内存检测库。

原文出处： Jacksgong

git地址: square/leakcanary

git readme:

中文翻译@Jacksgong

一款Android与Java的内存检测库

“A small leak will sink a gret ship.” – Benjamin Franklin

I. 开始

build.gradle 中的配置:

dependencies {
   debugCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.3'
   releaseCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.3'
 }

Application class 中的配置:

public class ExampleApplication extends Application {
  @Override public void onCreate() {
    super.onCreate();
    LeakCanary.install(this);
  }
}

这样就可以了! 在debug包中activity内存泄漏将会被监听到，并且将会自动显示一个通知(show a notification)。

II. 为什么要使用LeakCanary?

好问题! 我们已经在 博客文章中回答了这个问题。

III. 应该怎么使用它呢？

使用RefWatcher来监听引用是否已经被GC:

RefWatcher refWatcher = {...};
// We expect schrodingerCat to be gone soon (or not), let's watch it.
// 我们预测shcrodingerCat很快会销毁(也许不会)，这里监听了它.
refWatcher.watch(schrodingerCat);

LeakCanary.install()会返回预设的RefWatcher，并且安装了一个ActivityRefWatcher来监听activity调用了Activity.onDestroy()以后的泄漏。

public class ExampleApplication extends Application {
  public static RefWatcher getRefWatcher(Context context) {
    ExampleApplication application = (ExampleApplication) context.getApplicationContext();
    return application.refWatcher;
  }
  private RefWatcher refWatcher;
  @Override public void onCreate() {
    super.onCreate();
    refWatcher = LeakCanary.install(this);
  }
}

你也可以使用RefWatcher来监听fragment的泄漏:

public abstract class BaseFragment extends Fragment {
  @Override public void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    RefWatcher refWatcher = ExampleApplication.getRefWatcher(getActivity());
    refWatcher.watch(this);
  }
}

IV. LeakCanary是如何工作的呢?

  1. RefWatcher.watch()创建了一个KeyedWeakReference到了监控的对象。
  2. 之后，在后台线程，它检查引用是否已经被释放，如果没有它将促发一次GC。
  3. 如果引用依然没有被释放，它会导出heap到存储在app文件系统的a.hprof文件。
  4. HeapAnalyzerService在单独的一个进程被启动，并且HeapAnalyzer使用HAHA来解析heap。
  5. HeapAnalyzer由于采用了单独的reference key，在heap dump中找到了KeyedWeakReference并且定位到泄漏的引用。
  6. HeapAnalyzer通过计算出到GC根部最短路径的强引用来决定是否这里是泄漏了，并且建立导致泄漏的引用关系链。
  7. 结果将传回在app进程的DisplayLeakService，并且显示泄漏通知。

V. 我应该如何拷贝leak trace呢？

可以在Logcat中看到leak trace:

In com.example.leakcanary:1.0:1 com.example.leakcanary.MainActivity has leaked:
* GC ROOT thread java.lang.Thread.<Java Local> (named 'AsyncTask #1')
* references com.example.leakcanary.MainActivity$3.this$0 (anonymous class extends android.os.AsyncTask)
* leaks com.example.leakcanary.MainActivity instance
* Reference Key: e71f3bf5-d786-4145-8539-584afaecad1d
* Device: Genymotion generic Google Nexus 6 - 5.1.0 - API 22 - 1440x2560 vbox86p
* Android Version: 5.1 API: 22

也可以从action bar menu分享leak trace与heap dump文件。

VI. 应该如何解决内存泄漏呢?

一旦拥有了leak trace，就可以分析出哪个路径中的引用不应该存在，然后分析出引用依然存在的原因。通常情况是注册的监听没有反注册，或者是close()方法没有调用，或者是一个未知的类((通常也是没有句柄的对象，就纯new出来执行了某方法)hold住了外部类的引用。如果你分析不出你代码中的问题，别放弃，可以在Stack Overflow question(使用leakcanary 标签)中创建相关问题。

VII. 我的泄漏是因为执行Android SDK导致的！

随着时间的推移，已经有一些已知的由于Android SDK的执行导致的内存泄漏得到了作为生厂商AOSP的修复。当发生这样的内存泄漏的时候，其实我们作为应用开发者能做的很少。对于这样的问题，LeakCanary已经有内建了一个忽略已知Android SDK泄漏的列表: AndroidExcludedRefs.java。如果你发现了新的，请提供leak trace、reference key、设备版本与Android版来创建问题，当然如果能够提供一个heap dump的文件连接更好。

这对于新发布的Android来说是特别重要的，你有机会能够帮助尽早发现新的内存泄漏，使整个Android社区受益。

开发版本的快照: Sonatype’s snapshots repository。

VIII. 超出leak trace范围

通常leak trace是不够的，还需要通过MAT或者YourKit来深挖heap dump，下面是你如何通过heap dump来找出泄漏:

  1. 找到com.squareup.leakcanary.KeyedWeakReference所有的实例。
  2. 对于每个实例，查看它的key成员变量。
  3. 找到包含与LeakCanary报出的reference key相同key成员变量的KeyedWeakReference。
  4. 那么这个KeyedWeakReference中的reference成员变量，就是你泄漏了的对象。
  5. 到此为止，剩余的工作就是，开始查找到GC Roots最短路径(不包含弱引用)。

IX. 定制

图标与标注(Icon and Label)

DisplayLeakActivity默认是使用默认的图标与标注，当然你可以通过在你的app中提供R.drawable.__leak_canary_icon与R.string.__leak_canary_display_activity_label来定制这个:

res/
drawable-hdpi/
__leak_canary_icon.png
drawable-mdpi/
__leak_canary_icon.png
drawable-xhdpi/
__leak_canary_icon.png
drawable-xxhdpi/
__leak_canary_icon.png
drawable-xxxhdpi/
__leak_canary_icon.png
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
  <string name="__leak_canary_display_activity_label">MyLeaks</string>
</resources>

存储leak traces

DisplayLeakActivity最多在app目录中存储7个heap dumps与leak traces 文件。你可以通过在你的app中提供R.integer.__leak_canary_max_stored_leaks来定制这个:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
  <integer name="__leak_canary_max_stored_leaks">20</integer>
</resources>

上传到服务器

可以通过修改默认的行为来上传leak trace与heap dump到指定的服务器。

创建一个你自己的AbstractAnalysisResultService。最简单的方法是在debug的app中继承DefaultAnalysisResultService:

public class LeakUploadService extends DefaultAnalysisResultService {
  @Override protected void afterDefaultHandling(HeapDump heapDump, AnalysisResult result, String leakInfo) {
    if (!result.leakFound || result.excludedLeak) {
      return;
    }
    myServer.uploadLeakBlocking(heapDump.heapDumpFile, leakInfo);
  }
}

要确认发布的Application类使用无效的RefWatcher:

public class ExampleApplication extends Application {
  public static RefWatcher getRefWatcher(Context context) {
    ExampleApplication application = (ExampleApplication) context.getApplicationContext();
    return application.refWatcher;
  }
  private RefWatcher refWatcher;
  @Override public void onCreate() {
    super.onCreate();
    refWatcher = installLeakCanary();
  }
  protected RefWatcher installLeakCanary() {
    return RefWatcher.DISABLED;
  }
}

在你debug的Application类中创建一个自定义的RefWatcher:

public class DebugExampleApplication extends ExampleApplication {
  protected RefWatcher installLeakCanary() {
    return LeakCanary.install(app, LeakUploadService.class);
  }
}

不要忘了在debug的manifest里面注册service:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    >
  <application android:name="com.example.DebugExampleApplication">
    <service android:name="com.example.LeakUploadService" />
  </application>
</manifest>

你也可以上传leak traces到Slack或者HipChat，这里是一个例子

LeakCanary 名称是为了表达canary in a coal mine，因为LeakCanary是通过提供危险预警，检测风险的哨兵，维护者@edenman提的建议!

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