一、Android显存泄漏的底层机制与影响

Android设备的显存（GPU Memory）主要用于存储图形资源（如纹理、渲染缓冲区、着色器程序等），其泄漏会直接导致应用卡顿、OOM（Out Of Memory）崩溃，甚至系统级性能下降。显存泄漏的核心机制是未正确释放的GPU资源，通常由以下两类问题引发：

1.1 图形资源未释放

Android的图形渲染依赖GPU，常见资源如Bitmap、TextureView、OpenGL纹理等若未显式释放，会长期占用显存。例如：

// 错误示例：Bitmap未回收
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.large_image);
// 忘记调用bitmap.recycle()，导致显存泄漏

机制分析：Bitmap对象在Native层关联GPU纹理，若未调用recycle()或未通过onTrimMemory()清理，系统无法自动回收其占用的显存。

1.2 对象引用链未断开

Java层的对象引用链若保留对图形资源的强引用，会导致GC无法回收。例如：

public class LeakActivity extends Activity {
    private static Bitmap sStaticBitmap; // 静态变量强引用
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        sStaticBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.large_image);
    }
}

影响：LeakActivity被销毁后，sStaticBitmap仍被静态变量引用，导致其关联的显存无法释放。

二、Android显存泄漏的典型场景

2.1 静态变量与单例模式

静态变量或单例对象若持有图形资源，会引发全局泄漏。例如：

public class ImageCache {
    private static final HashMap<String, Bitmap> CACHE = new HashMap<>();
    public static void addBitmap(String key, Bitmap bitmap) {
        CACHE.put(key, bitmap); // 静态Map强引用Bitmap
    }
}

解决方案：使用WeakReference或LruCache替代强引用。

2.2 异步任务中的资源管理

异步任务（如AsyncTask、RxJava）若未正确处理生命周期，会导致资源泄漏。例如：

public class LeakAsyncTask extends AsyncTask<Void, Void, Bitmap> {
    private WeakReference<Activity> activityRef;
    public LeakAsyncTask(Activity activity) {
        this.activityRef = new WeakReference<>(activity);
    }
    @Override
    protected Bitmap doInBackground(Void... voids) {
        return BitmapFactory.decodeResource(activityRef.get().getResources(), R.drawable.large_image);
    }
}

关键点：需通过WeakReference避免强引用，并在onPostExecute中检查Activity是否存活。

2.3 自定义View与SurfaceView

自定义View若未释放Canvas或Paint对象，或SurfaceView的SurfaceHolder未正确销毁，会导致显存泄漏。例如：

public class LeakView extends View {
    private Paint mPaint;
    public LeakView(Context context) {
        super(context);
        mPaint = new Paint(); // 未在onDetachedFromWindow中释放
    }
    @Override
    protected void onDetachedFromWindow() {
        super.onDetachedFromWindow();
        mPaint = null; // 需显式置空
    }
}

三、显存泄漏的检测与诊断工具

3.1 Android Profiler

Android Studio的Memory Profiler可监控Native内存（包括显存）使用情况。步骤如下：

1. 连接设备，点击Profiler标签。
2. 选择Memory视图，切换至Native内存类型。
3. 观察显存增长趋势，定位泄漏点。

3.2 MAT（Memory Analyzer Tool）

通过HPROF文件分析对象引用链：

1. 在代码中触发OOM或手动导出HPROF：

   Debug.dumpHprofData("/sdcard/leak.hprof");

2. 使用MAT打开文件，筛选Bitmap或Texture类对象，检查引用链。

3.3 GPU Inspector（Android 12+）

Android 12引入的GPU Inspector可实时查看GPU资源使用情况：

adb shell dumpsys gfxinfo --gpu

输出包含纹理、缓冲区等资源的占用信息。

四、显存优化实践

4.1 资源复用与池化

使用BitmapPool或ObjectPool复用图形资源：

public class BitmapPool {
    private static final LruCache<String, Bitmap> POOL = new LruCache<>(10 * 1024 * 1024); // 10MB缓存
    public static void addBitmap(String key, Bitmap bitmap) {
        POOL.put(key, bitmap);
    }
    public static Bitmap getBitmap(String key) {
        return POOL.get(key);
    }
}

4.2 生命周期感知编程

在Activity/Fragment的onDestroy中释放资源：

@Override
protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    if (mBitmap != null) {
        mBitmap.recycle();
        mBitmap = null;
    }
}

4.3 压缩与降级策略

对大图进行压缩或使用低分辨率版本：

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inSampleSize = 2; // 采样率降为1/2
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.large_image, options);

五、案例分析：TextureView泄漏

问题描述：某视频应用使用TextureView播放视频，退出后显存未释放。
诊断过程：

1. 通过GPU Inspector发现TextureView的SurfaceTexture仍被引用。
2. 代码审查发现未调用TextureView.setSurfaceTextureListener(null)。
   修复方案：

   @Override
   protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    textureView.setSurfaceTextureListener(null); // 断开监听器引用
    textureView.setSurfaceTexture(null); // 清除SurfaceTexture
   }

六、总结与建议

1. 显式释放：对Bitmap、Texture等资源调用recycle()或release()。
2. 弱引用管理：使用WeakReference或SoftReference避免强引用链。
3. 工具链整合：结合Profiler、MAT和GPU Inspector进行全链路诊断。
4. 自动化测试：编写UI测试用例，模拟内存压力场景验证修复效果。

通过系统化的机制分析、工具诊断和优化实践，开发者可高效解决Android显存泄漏问题，提升应用稳定性与用户体验。