研究了一波 Android Native C 内存泄漏的调试
时间：2021-12-07 10:40:39
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[导读]最近在调试AndroidNative层的内存泄漏问题，整理了一些笔记，分享一下如何查看内存信息？在代码中打印，开启一个线程，间隔固定时间打印出当前内存信息【有好多种获取内存信息的API，这里只列出其中一种方式，亲测有效】private void startMemProfiler(...
最近在调试Android Native层的内存泄漏问题，整理了一些笔记，分享一下
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
displayMemory();
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
}
private void displayMemory() {
final ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
ActivityManager.MemoryInfo info = new ActivityManager.MemoryInfo();
activityManager.getMemoryInfo(info);
Log.i(TAG, "系统剩余内存:" (info.availMem / (1024 * 1024)) "M");
Log.i(TAG, "系统是否处于低内存运行：" info.lowMemory);
Log.i(TAG, "当系统剩余内存低于" (info.threshold / (1024 * 1024)) "M" "时就看成低内存运行");
Log.i(TAG, "系统已经分配的native内存：" (Debug.getNativeHeapAllocatedSize() / (1024 * 1024)) "M");
Log.i(TAG, "系统还剩余的native内存：" (Debug.getNativeHeapFreeSize() / (1024 * 1024)) "M");
Log.i(TAG, "系统的所有native内存大小：" (Debug.getNativeHeapSize() / (1024 * 1024)) "M");
}
adb shell dumpsys meminfo tv.danmaku.bili
dumpsys meminfo显示的信息如图所示：
拿到具体泄漏的堆栈信息后，可以通过addr2line工具定位到具体的代码：
效果如图：
如何查看内存信息？
- 在代码中打印，开启一个线程，间隔固定时间打印出当前内存信息【有好多种获取内存信息的API，这里只列出其中一种方式，亲测有效】
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
displayMemory();
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
}
private void displayMemory() {
final ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
ActivityManager.MemoryInfo info = new ActivityManager.MemoryInfo();
activityManager.getMemoryInfo(info);
Log.i(TAG, "系统剩余内存:" (info.availMem / (1024 * 1024)) "M");
Log.i(TAG, "系统是否处于低内存运行：" info.lowMemory);
Log.i(TAG, "当系统剩余内存低于" (info.threshold / (1024 * 1024)) "M" "时就看成低内存运行");
Log.i(TAG, "系统已经分配的native内存：" (Debug.getNativeHeapAllocatedSize() / (1024 * 1024)) "M");
Log.i(TAG, "系统还剩余的native内存：" (Debug.getNativeHeapFreeSize() / (1024 * 1024)) "M");
Log.i(TAG, "系统的所有native内存大小：" (Debug.getNativeHeapSize() / (1024 * 1024)) "M");
}
- 使用adb命令行
adb shell dumpsys meminfo tv.danmaku.bili
dumpsys meminfo显示的信息如图所示：
Android 关键内存项介绍
这里仅介绍我们需要重点关注的字段：
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Dalvik Heap：虚拟机占用的内存，可以理解为Java层占用的内存。
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Native Heap：Native层占用的堆内存，可以理解为C/C 侧占用的内存。【我们需要重点关注的项】
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Private Dirty/Clean：进程私有的内存，进程销毁后，该部分内存可以被回收【Dirty/Clean：该页面是否被修改过，如果被修改过，即dirty，在页面被淘汰的时候，就会把该页面换出。】
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VSS（Virtual Set Size）：表示一个进程可访问的全部内存地址空间的大小。这个大小包括了进程已经申请但尚未使用的内存空间。在实际中很少用这种方式来表示进程占用内存的情况，用它来表示单个进程的内存使用情况是不准确的。【图中没有展示，但Linux中有这个东西】
-
RSS（Resident Set Size）：表示一个进程在RAM中实际使用的空间地址大小，包括了全部共享库占用的内存，这种表示进程占用内存的情况也是不准确的。【图中没有展示，但Linux中有这个东西】
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PSS（Proportional Set Size）：表示一个进程在RAM中实际使用的空间地址大小，它按比例包含了共享库占用的内存。假如有3个进程使用同一个共享库，那么每个进程的PSS就包括了1/3大小的共享库内存。这种方式表示进程的内存使用情况较准确，但当只有一个进程使用共享库时，其情况和RSS一模一样。
【PSS 衡量的一个优点是，可以将所有进程的 PSS 加起来确定所有进程占用的实际内存。这表示 PSS 是一种理想的方式，可用来衡量进程的实际 RAM 占用比重，以及相对于其他进程和可用的总 RAM 而言，对 RAM 的占用情况。】
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USS（Unique Set Size）：表示一个进程本身占用的内存空间大小，不包含其它任何成分，这是表示进程内存大小的最好方式！【图中没有展示，但Linux中有这个东西】【所以有：VSS>=RSS>=PSS>=USS】
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Graphics：图形缓冲区队列为向屏幕显示像素（包括 GL 表面、GL 纹理等等）所使用的内存。（请注意，这是与 CPU 共享的内存，不是 GPU 专用内存。）【官方文档这么说的，具体啥意思我也没看懂，https://developer.android.com/studio/profile/memory-profiler】
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其他字段如果想要了解可以参考官方文档：https://developer.android.com/studio/command-line/dumpsys
如何调试内存泄漏
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通过排除法 打印当前内存信息（上面介绍过）的方法，怀疑哪里就注释掉哪里，看还会不会有泄漏【比较糙】。
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代码层全局覆盖malloc和free，本质就是记录下来每个malloc的节点，存到链表里，free的时候将节点从链表里移除，如果最后链表中还有节点，则表示有内存泄漏。【大多数场景中好用，但只能检测当前代码内存的C语言代码，不能检测其他库的泄漏】
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重载operator new 和 operator delete，原理和上面类似。【只能检测C 使用new delete操作的内存，不能检测malloc和free操作的内存】
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使用Android Studio Profiler工具：需要Android10以上版本，具体可以看：https://developer.android.com/studio/profile/memory-profiler。【整体感觉不太好用】
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在Demo侧集成tencent/matrix，可以选择hook某个动态链接库下的malloc和free符号，如果发现某个动态库中存在内存泄漏，会打印出泄漏的堆栈信息。【推荐使用】
拿到具体泄漏的堆栈信息后，可以通过addr2line工具定位到具体的代码：
效果如图：
其它工具
dumpsys还有一些其它功能，使用方式如下：
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内存 adb shell dumpsys meminfo
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CPU adb shell dumpsys cpuinfo
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帧率 adb shell dumpsys gfxinfo
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显示 adb shell dumpsys display
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电源 adb shell dumpsys power
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电池状态 adb shell dumpsys batterystats
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电池 adb shell dumpsys battery
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闹钟 adb shell dumpsys alarm
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位置 adb shell dumpsys location
复盘拍摄内存泄漏排查
背景：每次出现内存泄漏时，经常怀疑是某个模块或者其他库更新导致，但又没有证据，没有合适的排查内存泄漏的方法论。
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