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Kotlin是如何帮助你避免内存泄漏的?

第一时间阅读干货,可以关注一下我的公众号:程序猿养成中心 首先,本文的代码位置在github.com/marcosholga…中的kotlin-mem-leak分支上。 我是通过创建一个会导致内存泄漏的Activity,然后观察其使用JavaKotlin编写时的表现来进行测试的。 其中Java代码如下:

public class LeakActivity extends Activity {   @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {     super.onCreate(savedInstanceState);     setContentView(R.layout.activity_leak);     View button = findViewById(R.id.button);     button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {       @Override       public void onClick(View v) {         startAsyncWork();       }     });   }   @SuppressLint("StaticFieldLeak")   void startAsyncWork() {     Runnable work = new Runnable() {       @Override public void run() {         SystemClock.sleep(20000);       }     };     new Thread(work).start();   } } 复制代码

如上述代码所示,我们的button点击之后,执行了一个耗时任务。这样如果我们在20s之内关闭LeakActivity的话就会产生内存泄漏,因为这个新开的线程持有对LeakActivity的引用。如果我们是在20s之后再关闭这个Activity的话,就不会导致内存泄漏。 然后我们把这段代码改成Kotlin版本:

class KLeakActivity : Activity() {     override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {         super.onCreate(savedInstanceState)         setContentView(R.layout.activity_leak)         button.setOnClickListener { startAsyncWork() }     }     private fun startAsyncWork() {         val work = Runnable { SystemClock.sleep(20000) }         Thread(work).start()     } } 复制代码

咋一看,好像就只是在Runable中使用lambda表达式替换了原来的样板代码。然后我使用leakcanary和我自己的@LeakTest注释写了一个内存泄漏测试用例。

class LeakTest {     @get:Rule     var mainActivityActivityTestRule = ActivityTestRule(KLeakActivity::class.java)     @Test     @LeakTest     fun testLeaks() {         onView(withId(R.id.button)).perform(click())     } } 复制代码

我们使用这个用例分别对Java写的LeakActivityKotlin写的KLeakActivity进行测试。测试结果是Java写的出现内存泄漏,而Kotlin写的则没有出现内存泄漏。 这个问题困扰了我很长时间,一度接近自闭。。

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然后某天,我突然灵光一现,感觉应该和编译后字节码有关系。

分析LeakActivity.java的字节码

Java类产生的字节码如下:

.method startAsyncWork()V     .registers 3     .annotation build Landroid/annotation/SuppressLint;         value = {             "StaticFieldLeak"         }     .end annotation     .line 29     new-instance v0, Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity$2;     invoke-direct {v0, p0}, Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity$2;-><init>                                (Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity;)V     .line 34     .local v0, "work":Ljava/lang/Runnable;     new-instance v1, Ljava/lang/Thread;     invoke-direct {v1, v0}, Ljava/lang/Thread;-><init>(Ljava/lang/Runnable;)V     invoke-virtual {v1}, Ljava/lang/Thread;->start()V     .line 35     return-void .end method 复制代码

我们知道匿名内部类持有对外部类的引用,正是这个引用导致了内存泄漏的产生,接下来我们就在字节码中找出这个引用。

new-instance v0, Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity$2; 复制代码

上述字节码的含义是: 首先我们创建了一个LeakActivity$2的实例。。

奇怪的是我们没有创建这个类啊,那这个类应该是系统自动生成的,那它的作用是什么啊? 我们打开LeakActivity$2的字节码看下

.class Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity$2; .super Ljava/lang/Object; .source "LeakActivity.java" # interfaces .implements Ljava/lang/Runnable; # instance fields .field final synthetic this$0:Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity; # direct methods .method constructor <init>(Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity;)V     .registers 2     .param p1, "this$0"    # Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity;     .line 29     iput-object p1, p0, Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity$2;                     ->this$0:Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity;     invoke-direct {p0}, Ljava/lang/Object;-><init>()V     return-void .end method 复制代码

第一个有意思的事是这个LeakActivity$2实现了Runnable接口。

这就说明LeakActivity$2就是那个持有LeakActivity对象引用的匿名内部类的对象。

# interfaces .implements Ljava/lang/Runnable; 复制代码

就像我们前面说的,这个LeakActivity$2应该持有LeakActivity的引用,那我们继续找。

# instance fields .field final synthetic             this$0:Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity; 复制代码

果然,我们发现了外部类LeakActivity的对象的引用。 那这个引用是什么时候传入的呢?只有可能是在构造器中传入的,那我们继续找它的构造器。

.method constructor      <init>(Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity;)V 复制代码

果然,在构造器中传入了LeakActivity对象的引用。 让我们回到LeakActivity的字节码中,看看这个LeakActivity$2被初始化的时候。

new-instance v0, Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity$2; invoke-direct {v0, p0},        Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity$2;-><init>         (Lcom/marcosholgado/performancetest/LeakActivity;)V 复制代码

可以看到,我们使用LeakActivity对象来初始化LeakActivity$2对象,这样就解释了为什么LeakActivity.java会出现内存泄漏的现象。

分析 KLeakActivity.kt的字节码

KLeakActivity.kt中我们关注startAsyncWork这个方法的字节码,因为其他部分和Java写法是一样的,只有这部分不一样。 该方法的字节码如下所示:

.method private final startAsyncWork()V     .registers 3     .line 20     sget-object v0,        Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1;       ->INSTANCE:Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1;     check-cast v0, Ljava/lang/Runnable;     .line 24     .local v0, "work":Ljava/lang/Runnable;     new-instance v1, Ljava/lang/Thread;     invoke-direct {v1, v0}, Ljava/lang/Thread;-><init>(Ljava/lang/Runnable;)V     invoke-virtual {v1}, Ljava/lang/Thread;->start()V     .line 25     return-void .end method 复制代码

可以看出,与Java字节码中初始化一个包含Activity引用的实现Runnable接口对象不同的是,这个字节码使用了静态变量来执行静态方法。

sget-object v0,          Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1; ->  INSTANCE:Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1; 复制代码

我们深入KLeakActivity\$startAsyncWork\$work$1的字节码看下:

.class final Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1; .super Ljava/lang/Object; .source "KLeakActivity.kt" # interfaces .implements Ljava/lang/Runnable; .method static constructor <clinit>()V     .registers 1     new-instance v0,        Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1;     invoke-direct {v0},        Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1;-><init>()V     sput-object v0,        Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1;       ->INSTANCE:Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1;     return-void .end method .method constructor <init>()V     .registers 1     invoke-direct {p0}, Ljava/lang/Object;-><init>()V     return-void .end method 复制代码

可以看出,KLeakActivity\$startAsyncWork\$work$1实现了Runnable接口,但是其拥有的是静态方法,因此不需要外部类对象的引用。 所以Kotlin不出现内存泄漏的原因出来了,在Kotlin中,我们使用lambda(实际上是一个 SAM)来代替Java中的匿名内部类。没有Activity对象的引用就不会发生内存泄漏。 当然并不是说只有Kotlin才有这个功能,如果你使用Java8中的lambda的话,一样不会发生内存泄漏。 如果你想对这部分做更深入的了解,可以参看这篇文章Translation of Lambda Expressions。 如果有需要翻译的同学可以在评论里面说就行啦。

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现在把其中比较重要的一部分说下:

上述段落中的Lamdba表达式可以被认为是静态方法。因为它们没有使用类中的实例属性,例如使用super、this或者该类中的成员变量。 我们把这种Lambda称为Non-instance-capturing lambdas(这里我感觉还是不翻译为好)。而那些需要实例属性的Lambda则称为instance-capturing lambdas

Non-instance-capturing lambdas可以被认为是private、static方法。instance-capturing lambdas可以被认为是普通的private、instance方法。

这段话放在我们这篇文章中是什么意思呢?

因为我们Kotlin中的lambda没有使用实例属性,所以其是一个non-instance-capturing lambda,可以被当成静态方法来看待,就不会产生内存泄漏。

如果我们在其中添加一个外部类对象属性的引用的话,这个lambda就转变成instance-capturing lambdas,就会产生内存泄漏。

class KLeakActivity : Activity() {     private var test: Int = 0     override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {         super.onCreate(savedInstanceState)         setContentView(R.layout.activity_leak)         button.setOnClickListener { startAsyncWork() }     }     private fun startAsyncWork() {         val work = Runnable {             test = 1 // comment this line to pass the test             SystemClock.sleep(20000)         }         Thread(work).start()     } } 复制代码

如上述代码所示,我们使用了test这个实例属性,就会导致内存泄漏。 startAsyncWork方法的字节码如下所示:

.method private final startAsyncWork()V     .registers 3     .line 20     new-instance v0, Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1;     invoke-direct {v0, p0},         Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity$startAsyncWork$work$1;        -><init>(Lcom/marcosholgado/performancetest/KLeakActivity;)V     check-cast v0, Ljava/lang/Runnable;     .line 24     .local v0, "work":Ljava/lang/Runnable;     new-instance v1, Ljava/lang/Thread;     invoke-direct {v1, v0}, Ljava/lang/Thread;-><init>(Ljava/lang/Runnable;)V     invoke-virtual {v1}, Ljava/lang/Thread;->start()V     .line 25     return-void .end method 复制代码

很明显,我们传入了KLeakActivity的对象,因此就会导致内存泄漏。

  • 转载于简书,翻译作者:Rreply

  • 原文链接:www.jianshu.com/p/7602e5905…




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