#分析内存用量

本节将介绍如何使用 Xcode 内存分析工具分析内存。

#Analyze 静态检查工具

选择 Product > Analyze 或 Shift + Command + B 即可自动运行，通过分析代码上下文的语法结构和内存情况，找出代码中潜在错误。Analyze 主要分析四种问题：

1. 逻辑错误：访问空指针或未初始化的变量等
2. 内存管理错误：如内存泄漏等
3. 声明错误：从未使用过的变量
4. API 调用错误：未包含使用的库和框架

#Leaks 动态检查工具

Xcode > Open Developer Tool > Instruments > Leaks

选择 Leaks 后需要确定调试的设备和应用，比如此示例中使用了一个 iPhone SE2 (iOS 14.5) 的模拟器调试 LynxExample 应用，点击按钮进行内存泄漏的检查。

开始检查后，需要在模拟器或实机上进行调试，若 Leaks 窗口中显示不正常，便可以跳转到相应的代码处进行调试。调试过程中可以暂停检查图表中展示的内存信息。调试结束后可以将调试信息保存到本地。

若出现内存泄漏，如下图所示，将图表处设置为 Call Tree 模式，然后在软件底部在 Call Tree 设置中勾选 Invert Call Tree，接着选择任意一个内存泄漏就可以定位至源码处。

#Allocations 检查详细内存分配

Xcode > Open Developer Tool > Instruments > Allocations

与 Leaks 使用方法相似，但是可以查看详细的内存分配信息。下方的列表展示了各个方法消耗内存的详细数据，通过勾选图表可以在上方显示出柱状图。 点击列表中的某一项，可以查看详细的 Stack Trace 信息，点击右侧的 Stack Trace 窗口可以跳转到相关代码中检查内存分配情况。

会高亮代码部分，并且显示分配的比例。

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本节将介绍如何使用 Android Studio 内存分析工具分析内存。

#Profiler 基本操作

首先点击工具栏的框选部分，Android Studio 会自动开始一次 Build，结束后会自动跳转到 Profiler 窗口，在此处可以进行相关的测试，点选 ‘+’ 图标选中通过 adb 连接的设备与待测试的进程。

使用 Xiaomi MIX (API 24) 进行一段时长约 45s 的测试，在 15s 时点选图标手动进行一次 GC。下图从左到右分别是 GC，捕获堆转储，和手动录制（供 API 26 以下设备进行内存分析的选项）。

在 45s 内，调试设备的内存变化如下图所示。

在此示例中，手动 GC 后，应用占用的内存有一段较明显地下降。

堆转储工具会显示在捕获堆转储时，待调试的应用中有哪些对象正在使用内存。特别是在长时间的用户会话后，堆转储会显示理应不存在于内存中，却仍在内存中的对象，从而帮助识别内存泄漏。当点击 Heap Dump 图标使用捕获堆转储后，Java 内存量可能会暂时增加，因为堆转储与调试的应用发生在同一进程中，需要一些内存收集数据。

捕获堆转储后，可以使用自带的分析工具进行分析，在下图的表中可以看到一些信息，比如：

• Allocations ：堆中的分配数。
• Native Size ：此对象类型使用的原生内存总量（以字节为单位）。只有在使用 Android 7.0 及更高版本时，才会看到此列。在此处会看到一些采用 Java 分配的某些对象的内存，因为 Android 对某些框架类（如 Bitmap ）使用原生内存。
• Shallow Size ：此对象类型使用的 Java 内存总量（以字节为单位）。
• Retained Size ：为此类的所有实例而保留的内存总大小（以字节为单位）。

可以点击图标中的一类，跳转至 Instance List 窗口，再跳转源码处进行检查。

或者通过 Reference 窗口，进行更详细的检查并跳转到其他处进行检查。

捕获堆转储信息后，也可以在 SESSIONS 窗口中选择 Export Heap Dump 导出 hprof 数据。可以用其他工具（如 MAT）， 对堆信息进行进一步的分析。

#内存性能分析器

低于 API 26 的调试设备需要手动录制一段区间，然后才可以在录制的区间内进行内存性能分析。 可以在红圈标注处选择筛选条件，例如此处选择了 Arrange by className 选项。在表中选中一类后，可以跳转到右边 Instance View 窗口中选择相应的实例，跳转到 Allocation Call Stack 窗口后，可以查看堆栈的调用记录，选择一项 Call Stack 跳转到相应的源码处进行检查。

#内存泄漏的表现

• 运行过程中 Full GC 次数多
• 某一线程运行时，手动 GC 效果不明显
• 短时间内发生了多次内存分配和释放（内存图像出现抖动）

#内存泄漏的示例及相关分析

final className LoadedInChildClassLoader {

  static final byte[] moreBytesToLeak = new byte[1024 * 1024 * 100];

  private static final ThreadLocal<LoadedInChildClassLoader> threadLocal
          = new ThreadLocal<>();

  public LoadedInChildClassLoader() {
    // 在ThreadLocal中存储对这个类的引用
    threadLocal.set(this);
  }
}

#触发潜在的内存泄漏的方法

对应用代码施加压力并尝试强制内存泄漏时，可以同时对照内存性能分析器。在应用中引发内存泄漏的一种方式是，先让其运行一段时间，然后再检查堆。泄漏在堆中可能逐渐汇聚到分配顶部。不过，泄漏越小，为了发现泄漏所需要运行应用的时间就越长。

• 可以通过多次反复多次旋转设备触发潜在的内存泄漏
• 在不同的 Activity 状态下，在调试的应用与其他应用之间切换（例如回到主屏幕，然后再返回调试的应用）

#可能造成内存泄漏的原因

• 长时间运行的线程
• 线程通过 ClassLoader 加载某个类
• 有一个类分配了大量内存
• 线程会清除所有自定义类及加载它的 ClassLoader 的引用