從JVM GC角度分析AsyncTask內存泄露

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前言

對於AsynTask大家也不陌生，是Android爲我們提供的執行異步任務的類。
常用的操作就是後臺運行線程，然後切換到主線程去更新UI。但是，在使用的過程中我們常常會發現AsynTask或多或少會出現內存泄露問題。

一、匿名內部類持有外部類的引用

網上大部分都提到造成AsynTask內存泄露的原因是因爲匿名內部類持有外部類的引用造成的，當Activity被關閉退到後臺時，由於AsynTask還持有Activity的引用導致Activity不能正常回收。其實這個說法並不完全正確，爲什麼呢。

在這裏要糾正一個誤區：匿名內部類持有外部類的引用導致內存泄露。
代碼演示：

public class DemoActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        new EggHurt().innerPrint();
    }

    public void outPrint(){
        System.out.println("DemoActivity print");
    }

    class EggHurt {
        public void innerPrint() {
            Field[] fields = this.getClass().getDeclaredFields();
            for (int i = 0;i<fields.length;i++){
                System.out.println(fields[i]);
            }
            outPrint();
        }
    }

}

打印結果：

final com.example.administrator.myapplication.DemoActivity(手動換行 - -)
com.example.administrator.myapplication.DemoActivity$EggHurt.this$0
DemoActivity print

getClass().getDeclaredFields()獲取的是該類的所有字段或者變量，因爲EggHurt並沒有定義任何字段，所以輸出的是兩個變量，一個是外部類DemoActivity，另外一個是本身DemoActivity$EggHurt.this$0，這兩個變量是內部幫我們自動定義好的。
DemoActivity print 打印出來，代表內部類持有外部類的引用，可以直接訪問到外部類非private的成員方法。

通過ActivityManager$getRunningTasks方法可知，當DemoActivity關閉時，內存也就釋放了。所以不單指AsynTask，任何的內部類都會持有外部類的引用的，所以匿名內部類持有外部類的引用不是導致內存泄露的根本原因。

二、內存泄露原因

在Android中內存泄露是指本來要被回收的資源卻沒有被回收，造成內存資源的浪費。

AsynTask內存泄露原因：
在Activity裏面AsynTask中執行耗時操作，這個操作並沒有因Activity的關閉而停止，當AsynTask持有外部Activity的引用時，AsynTask又沒有及時的停止就會導致該Activity不能被回收。

爲什麼會這樣，這就要理解Java的內存回收機制，這裏簡單說一下。
判斷一個對象是否能夠被回收，要看這個對象是否可以通過直接或者間接的引用到達GC Root，如果在這條引用鏈上面沒有GC Root，就代表這個對象不再被使用，等待回收。我從網上找了一張圖，有圖理解比較清晰：

GC會收集那些不是GC Root且沒有被GC Root引用的對象。

GC root，是叫做Garbage Collector root，指的是垃圾回收器的根對象，這種對象——GC Roots不止一個,可以這樣理解GC root機制:

  1.通過創建一組 GCRoot 指針來管理當前被引用的對象，被外界引用的對象 A 就掛在 GCRoot 指針上，如果 A 的屬性中引用了對象 B，就將 B 掛在 A 的後面，以此類推，形成樹形結構，我們叫做 GCRoot 樹（以 GCRoot 爲樹根的樹結構）。
  2.如果一個被外部引用的對象跟其他任何一個 GCRoot 樹中的節點都沒關係，就創建一個新的 GCRoot 指針，組成一棵新的樹。
  3.如果外界引用減少了一個，就從對應的 GCRoot 樹中撤去一條樹枝。
  4.當一棵樹的樹根不是 GCRoot 對象的時候，那麼就不存在外界的任何一個引用，因此該樹上的所有對象都爲死亡狀態。

可以作爲GC Root的對象：

1.Class - 由系統類加載器(system class loader)加載的對象，這些類是不能夠被回收的，他們可以以靜態字段的方式保存持有其它對象。我們需要注意的一點就是，通過用戶自定義的類加載器加載的類，除非相應的 實例以其它的某種（或多種）方式成爲roots，否則它們並不是roots

2.Thread - 活着的線程

3.Stack Local - Java方法的local變量或參數

4.JNI Local - JNI方法的local變量或參數

5.JNI Global - 全局JNI引用

6.Monitor Used - 用於同步的監控對象

7.Held by JVM - 用於JVM特殊目的由GC保留的對象，但實際上這個與JVM的實現是有關的。可能已知的一些類型是：系統類加載器、一些JVM知道的重要的異常類、一些用於處理異常的預分配對象以及一些自定義的類加載器等。然而，JVM並沒有爲這些對象提供其它的信息，因此就只有留給分析分員去確定哪些是屬於”JVM持有”的了。

根據上面第二點可知，AsyncTask裏面如果有耗時的線程，這個線程就是GC Root，如果這個線程不被停止，那麼AsyncTask所持有的Activit就算已經關閉，頁面變得不可見，但還是存在於內存中的。

三、AsyncTask題外話

網上有關於很多防止AsyncTask內存泄露方法，這裏不一一多說。

這裏要說的是關閉AsyncTask，AsyncTask爲我們提供了一個cancel方法，但是我們調用之後發覺並沒有起作用，AsyncTask還是在運行，似乎這個cancel方法是Android拿出來糊弄我們的，其實並不是，這跟Android的設計有關。AsyncTask和Thread一樣，並不能被interrupt或者cancel掉。

Thread調用了interrupt後，還需要在裏面添加isInterrupted()判斷才能退出：

class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {

            while(!isInterrupted()){
                //代碼...
            }
        }
    }

同理AsyncTask調用cancel後，doInBackground也要有isCancelled()判斷：

public class MyTask extends AsyncTask<Integer, Integer, Integer> {

        @Override
        protected void onPreExecute() {
            super.onPreExecute();
        }

        @Override
        protected Integer doInBackground(Integer... params) {

            while (isCancelled()){
                //代碼...
            }
            return 0;
        }
    }

當AsyncTask裏面沒有任務在執行，GC會在合適的時候就會把AsyncTask和AsyncTask所引用的Activity回收。

四、總結

曾經風光無限的AsyncTask現在已經被很多更好的框架所替代，緬懷一下，同時加深理解匿名內部類，內存回收機制GC Root的原理。