研究了一波 Android Native C++ 內(nèi)存泄漏的調(diào)試
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最近在調(diào)試Android Native層的內(nèi)存泄漏問(wèn)題，整理了一些筆記，分享一下
本文目錄
- 如何查看內(nèi)存信息?
- Android 關(guān)鍵內(nèi)存項(xiàng)介紹
- 如何調(diào)試內(nèi)存泄漏
- 其他工具
- 復(fù)盤(pán)
- 相關(guān)資料推薦
如何查看內(nèi)存信息?
在代碼中打印，開(kāi)啟一個(gè)線程，間隔固定時(shí)間打印出當(dāng)前內(nèi)存信息【有好多種獲取內(nèi)存信息的API，這里只列出其中一種方式，親測(cè)有效】
- private void startMemProfiler() {
- 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, "系統(tǒng)剩余內(nèi)存:" + (info.availMem / (1024 * 1024)) + "M");
- Log.i(TAG, "系統(tǒng)是否處于低內(nèi)存運(yùn)行：" + info.lowMemory);
- Log.i(TAG, "當(dāng)系統(tǒng)剩余內(nèi)存低于" + (info.threshold / (1024 * 1024)) + "M" + "時(shí)就看成低內(nèi)存運(yùn)行");
- Log.i(TAG, "系統(tǒng)已經(jīng)分配的native內(nèi)存：" + (Debug.getNativeHeapAllocatedSize() / (1024 * 1024)) + "M");
- Log.i(TAG, "系統(tǒng)還剩余的native內(nèi)存：" + (Debug.getNativeHeapFreeSize() / (1024 * 1024)) + "M");
- Log.i(TAG, "系統(tǒng)的所有native內(nèi)存大?。?quot; + (Debug.getNativeHeapSize() / (1024 * 1024)) + "M");
- }
- 使用adb命令行
- adb shell dumpsys meminfo /
- adb shell dumpsys meminfo tv.danmaku.bili
dumpsys meminfo顯示的信息如圖所示：
Android 關(guān)鍵內(nèi)存項(xiàng)介紹
這里僅介紹我們需要重點(diǎn)關(guān)注的字段：
- Dalvik Heap：虛擬機(jī)占用的內(nèi)存，可以理解為Java層占用的內(nèi)存。
- Native Heap：Native層占用的堆內(nèi)存，可以理解為C/C++側(cè)占用的內(nèi)存?！疚覀冃枰攸c(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)】
- Private Dirty/Clean：進(jìn)程私有的內(nèi)存，進(jìn)程銷毀后，該部分內(nèi)存可以被回收【Dirty/Clean：該頁(yè)面是否被修改過(guò)，如果被修改過(guò)，即dirty，在頁(yè)面被淘汰的時(shí)候，就會(huì)把該頁(yè)面換出?！?/li>
- VSS(Virtual Set Size)：表示一個(gè)進(jìn)程可訪問(wèn)的全部?jī)?nèi)存地址空間的大小。這個(gè)大小包括了進(jìn)程已經(jīng)申請(qǐng)但尚未使用的內(nèi)存空間。在實(shí)際中很少用這種方式來(lái)表示進(jìn)程占用內(nèi)存的情況，用它來(lái)表示單個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存使用情況是不準(zhǔn)確的?！緢D中沒(méi)有展示，但Linux中有這個(gè)東西】
- RSS(Resident Set Size)：表示一個(gè)進(jìn)程在RAM中實(shí)際使用的空間地址大小，包括了全部共享庫(kù)占用的內(nèi)存，這種表示進(jìn)程占用內(nèi)存的情況也是不準(zhǔn)確的?！緢D中沒(méi)有展示，但Linux中有這個(gè)東西】
- PSS(Proportional Set Size)：表示一個(gè)進(jìn)程在RAM中實(shí)際使用的空間地址大小，它按比例包含了共享庫(kù)占用的內(nèi)存。假如有3個(gè)進(jìn)程使用同一個(gè)共享庫(kù)，那么每個(gè)進(jìn)程的PSS就包括了1/3大小的共享庫(kù)內(nèi)存。這種方式表示進(jìn)程的內(nèi)存使用情況較準(zhǔn)確，但當(dāng)只有一個(gè)進(jìn)程使用共享庫(kù)時(shí)，其情況和RSS一模一樣?！綪SS 衡量的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以將所有進(jìn)程的 PSS 加起來(lái)確定所有進(jìn)程占用的實(shí)際內(nèi)存。這表示 PSS 是一種理想的方式，可用來(lái)衡量進(jìn)程的實(shí)際 RAM 占用比重，以及相對(duì)于其他進(jìn)程和可用的總 RAM 而言，對(duì) RAM 的占用情況。】
- USS(Unique Set Size)：表示一個(gè)進(jìn)程本身占用的內(nèi)存空間大小，不包含其它任何成分，這是表示進(jìn)程內(nèi)存大小的最好方式!【圖中沒(méi)有展示，但Linux中有這個(gè)東西】【所以有：VSS>=RSS>=PSS>=USS】
- Graphics：圖形緩沖區(qū)隊(duì)列為向屏幕顯示像素(包括 GL 表面、GL 紋理等等)所使用的內(nèi)存。(請(qǐng)注意，這是與 CPU 共享的內(nèi)存，不是 GPU 專用內(nèi)存。)【官方文檔這么說(shuō)的，具體啥意思我也沒(méi)看懂，https://developer.android.com/studio/profile/memory-profiler】
- 其他字段如果想要了解可以參考官方文檔：https://developer.android.com/studio/command-line/dumpsys
如何調(diào)試內(nèi)存泄漏
- 通過(guò)排除法 + 打印當(dāng)前內(nèi)存信息(上面介紹過(guò))的方法，懷疑哪里就注釋掉哪里，看還會(huì)不會(huì)有泄漏【比較糙】。
- 代碼層全局覆蓋malloc和free，本質(zhì)就是記錄下來(lái)每個(gè)malloc的節(jié)點(diǎn)，存到鏈表里，free的時(shí)候?qū)⒐?jié)點(diǎn)從鏈表里移除，如果最后鏈表中還有節(jié)點(diǎn)，則表示有內(nèi)存泄漏?！敬蠖鄶?shù)場(chǎng)景中好用，但只能檢測(cè)當(dāng)前代碼內(nèi)存的C語(yǔ)言代碼，不能檢測(cè)其他庫(kù)的泄漏】
- 重載operator new 和 operator delete，原理和上面類似?！局荒軝z測(cè)C++使用new delete操作的內(nèi)存，不能檢測(cè)malloc和free操作的內(nèi)存】
- 使用Android Studio Profiler工具：需要Android10以上版本，具體可以看：https://developer.android.com/studio/profile/memory-profiler。【整體感覺(jué)不太好用】
- 在Demo側(cè)集成tencent/matrix，可以選擇hook某個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)下的malloc和free符號(hào)，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)中存在內(nèi)存泄漏，會(huì)打印出泄漏的堆棧信息?！就扑]使用】
matrix的使用
通過(guò)集成matrix庫(kù)，可以選擇hook某個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的malloc和free符號(hào)，然后工作方式和libctools類似，存儲(chǔ)malloc的節(jié)點(diǎn)，free時(shí)候就刪除該節(jié)點(diǎn)，最后統(tǒng)計(jì)內(nèi)存泄漏情況。
matrix的集成方式可以看github庫(kù)：https://github.com/Tencent/matrix
hook的原理可以看：https://github.com/iqiyi/xHook/blob/master/docs/overview/android_plt_hook_overview.zh-CN.md
如果出現(xiàn)內(nèi)存泄漏，會(huì)有json和log后綴的文件，如圖：
json文件會(huì)統(tǒng)計(jì)哪個(gè)庫(kù)泄漏了多少內(nèi)存，log文件會(huì)記錄具體泄漏的堆棧信息。
拿到具體泄漏的堆棧信息后，可以通過(guò)addr2line工具定位到具體的代碼：
- /Users/xxx/Android/ndk/21.4.7075529/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/aarch64-linux-android-addr2line -C -f -e /Users/xxx/project/java/build/intermediates/stripped_native_libs/debug/out/lib/arm64-v8a/libBMMCapture-Android.so 83a70
效果如圖：
其它工具
dumpsys還有一些其它功能，使用方式如下：
- 內(nèi)存 adb shell dumpsys meminfo
- CPU adb shell dumpsys cpuinfo
- 幀率 adb shell dumpsys gfxinfo
- 顯示 adb shell dumpsys display
- 電源 adb shell dumpsys power
- 電池狀態(tài) adb shell dumpsys batterystats
- 電池 adb shell dumpsys battery
- 鬧鐘 adb shell dumpsys alarm
- 位置 adb shell dumpsys location
復(fù)盤(pán)拍攝內(nèi)存泄漏排查
背景：每次出現(xiàn)內(nèi)存泄漏時(shí)，經(jīng)常懷疑是某個(gè)模塊或者其他庫(kù)更新導(dǎo)致，但又沒(méi)有證據(jù)，沒(méi)有合適的排查內(nèi)存泄漏的方法論。
分析與解決：
- 接入每個(gè)三方庫(kù)時(shí)，都寫(xiě)一個(gè)Demo，進(jìn)行效果測(cè)試、內(nèi)存測(cè)試、性能測(cè)試，每次更新三方庫(kù)時(shí)，都跑一下Demo?；蛘呙看纬鰡?wèn)題時(shí)，跑一下Demo看是不是這個(gè)庫(kù)導(dǎo)致的問(wèn)題。
- 集成第三方庫(kù)時(shí)，降低代碼耦合性，保證可以靈活去掉某個(gè)三方庫(kù)，可考慮使用條件編譯等手段，方便排查問(wèn)題。
- 引入工具排查：
○內(nèi)存泄漏：Android使用matrix，iOS使用Xcode
○cpu占用率：Android profiler, iOS Xcode
○gpu占用率：Android 高通使用snapdragonprofiler，或者perfdog(收費(fèi))
相關(guān)資料推薦
https://developer.android.com/topic/performance/memory-management?hl=zh-cn
https://developer.android.com/studio/profile/memory-profiler
https://developer.android.com/studio/command-line/dumpsys
https://github.com/iqiyi/xHook/blob/master/docs/overview/android_plt_hook_overview.zh-CN.md
參考資料
https://developer.android.com/studio/command-line/dumpsys
https://blog.csdn.net/pugongying1988/article/details/16838859
https://www.jianshu.com/p/8203457a11cc
