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“Detección de Memory Leaks utilizando
Eclipse Memory Analyser”
Algeciras, jueves 26 de septiembre de 2013
¿Quien soy?
Rafael David Piernagorda
Co-Founder &
Product Manager en
i
Socio en niciativas3D
@Gatreyu
¿Qué es un Memory Leak?
Memory Leak [Fuga de Memoria] es
un error software, que hace que no se
libere memoria previamente
reservada.
Muy común en C/C++ .
Java implementa Garbage Collector
para solucionarlo.
¿Qué es un Memory Leak?
Aún así se producen Memory Leaks
con el Garbage Collector.
Pero… ¿Cómo funciona el Garbage
Collector? Lo vemos más adelante.
Actualmente la memoria de los
dispositivos aumenta. ¿Por qué
preocuparse?
Memoria en Dispositivos
Memoria en los dispositivos va aumentando (Estudio para
Smartphones HTC)
Tamaño de la memoria a lo largo de los años (MB)
2500
2000
1500
1000
500
0
Memoria en Dispositivos
Entonces ¿Cuál es el problema?
Tamaño de pixeles en pantalla aumenta también
6
Pulgadas de dispositivos
Megapíxeles por pantalla
1.6
5
4
1.4
1.2
1
3
0.8
2
0.6
0.4
1
0
0.2
0
Memoria en Dispositivos
¿Y?
Supongamos el siguiente caso hipotético:
HTC One(2 GB, 1,44 Mpíxeles de pantalla,
1080x1920)
Cliente desea una galería con cuadros que al
hacer doble click se muestre en pantalla completa
a máxima resolución. Fotografías de 1080x1920
con 24 bits de profundidad.
Hay 1500 cuadros para visualizar.
Memoria en Dispositivos
Consumo de memoria (solo por la lectura de la imagen):
4,32 Mbytes.
¿Y qué? Tenemos 2Gbytes de memoria Ram.
Si queda como fuga de memoria (no libera las imágenes),
y visualiza solamente 20 cuadros, habrá consumido 86,4
MB.
De esta forma solamente podrá visualizar 460 Cuadros
(sin apagar el móvil y sin utilizar otra aplicación).
Memoria en Dispositivos
Si utiliza visualiza 461 cuadros:
Nuestra querida excepción:
OutOfMemoryException.
Memoria en Dispositivos
Todo esto en el caso hipotético ya que:
• No hemos tenido en cuenta otras aplicaciones,
ni la memoria ya consumida.
• Se ha considerado que nunca se apagará el
dispositivo.
• No hemos tenido en cuenta el Heap (en los
dispositivos con Honeycomb (Android 4.0)
habría saltado antes el OutOfMemoryException)
• Hemos utilizado un dispositivo con mucha
memoria.
¿Qué es Garbage Collector?
Proceso de gestión de memoria,
utilizado para liberar aquellas zonas de
memoria reservadas que no están
siendo utilizadas.
Java, lenguaje O/O, hay referencias
entre clases.
¿Qué es Garbage Collector?
Referencia entre clases:
Public class TestingClass
{
private OtherClass _otherClass;
}
Aquí TestingClass tiene una referencia
a OtherClass, por lo que si TestingClass no se libera de
memoria, quedarán ambas referencias: TestingClass y
OtherClass.
¿Cómo funciona el Garbage Collector?
Lo mejor verlo con un ejemplo.
Las referencias entre objetos crean un grafo, que el Garbage
Collector recorre para detectar aquellos nodos que ya no
están en memoria (han sido liberados). El Garbage collector
siempre comenzará por el nodo GCRoot.
La raiz del GC hace referencia a A.
La clase A hace referencia a B, y a la clase C.
La clase C hace referencia a la clase D
Y la clase D hace referencia a E y F
¿Cómo funciona el Garbage Collector?
Imaginemos nodo F deja de estar referenciado por D.
Cuando el Garbage Collector recorra este árbol, el nodo F no
es alcanzado desde el nodo GCRoot por lo tanto será
liberado.
La clase A hace referencia a B, y a la clase C
La clase C hace referencia a la clase D
Y la clase D hace referencia a E y F
¿Cómo funciona el Garbage Collector?
Supongamos ahora que el objeto con la clase A crea un
objeto con la clase G, y que le pasa el objeto de clase C a G, y
después se intenta liberar A y forzamos al GC a hacer Collect()
¿Qué creéis que pasará?
El objeto A no podrá ser liberada, porque
tiene una referencia a C, por lo que mientras
dure la vida de G, el Objeto A seguirá activo.
Acabamos de tener un Memory Leak.
HEAP
El grafo con las relaciones de los objetos están
almacenados en un HEAP.
Todas las aplicaciones tienen asociado un
Heap.
Garbage Collector gestiona el uso de este
Heap, siendo este de un tamaño limitado según
dispositivo.
HEAP
Tamaños de Heap:
 HTC Dream (Google Phone) 16 MB
 Droid 24 MB
Nexus One 32 MB
Xoom 48 MB
HEAP
Conceptos asociados al HEAP
Dominator Tree => Es aquel árbol cuyos
caminos de sus nodos conducen directamente
hacia el nodo principal.
HEAP
Conceptos asociados al HEAP
Dominator Tree. Este árbol
(comienzo con el nodo A) no es
dominator tree debido a que el nodo C
puede ser alcanzado tanto por el nodo
A como el nodo G.
HEAP
Conceptos asociados al HEAP
Dominator Tree. Visión en MAT
HEAP
Conceptos asociados al HEAP
Shallow Heap: Nos indica la memoria consumida por un
único objeto.
Retained Heap: Nos indica la memoria consumida por
todo el árbol desde ese nodo.
HEAP
Conceptos asociados al HEAP
HEAP
¿Qué ocurre cuando el Heap se llena?
Out Of Memory Exception
¿Por qué no agrandar el heap?
Garbage Collector recorre el heap para liberar
la memoria, si es grande, el proceso es lento, y
las aplicaciones se vuelven ineficientes.
HEAP
Problema con las imágenes:
Antes de HoneyComb
Heap solo tiene la referencia, la imagen se
carga en memoria Nativa.
Es difícil de depurar
HEAP
Problema con las imágenes:
Con HoneyComb (Android 4.0)
Memoria Externa se aloja en el Heap.
Luego, las imagen se cargan en el Heap.
Fácil de depurar.
HEAP
Supongamos, nuestra aplicación anterior.
•Nexus One.
•Heap: 32 MB
•Mpixeles: 0,38
• Fotografías de 24 bits, ocupan: 1,12 MB
Si no se libera la memoria, solo podríamos cargar (en el
caso hipotético) 28 cuadros.
¿Qué hacemos si detectamos un Memory Leak?
1. Llorar
No soluciona nada, pero si
te gusta desahogarte así,
adelante.
¿Qué hacemos si detectamos un Memory Leak?
2. Usar la técnica del Avestruz
No soluciona nada.
Pero por desgracia es una técnica muy popular entre muchos
desarrolladores y Product Manager.
Que halla mucha memoria no significa
que no pueda pasar.
Si quieres que ocurra presenta el
producto a un Cliente o Inversor,
y el fallo ocurrirá con su mayor consecuencia.
¿Qué hacemos si detectamos un Memory Leak?
3. Hacer un análisis del código
Investigar la fuga de memoria que existe dentro del código.
Utilizar herramientas necesarias para ver las referencias
entre los objetos y encontrar las fugas de memoria.
Herramienta: Eclipse Memory Analyser.
¿Que señales nos indicarían que hay un ML?
1. Utilizando el Log de Eclipse
•
•
Los mensajes del GC tiene esta forma
D/dalvikvm( 29003): GC_CONCURRENT freed 378K, 41% free
3373K/6151K,
external 0K/0K, paused 12ms+11ms
Diferentes tipos de mensaje:
•
GC_Concurrent: Se activa cuando la pila crece, y se quiere
recuperar memoria en tiempo de ejecución.
•
GC_Explicit: Cuando la aplicación fuerza llamar al System.gc()
•
GC_External_malloc: Se usa para memoria externa.
•
GC_For_malloc: Se activa cuando el heap se llena y la
aplicación necesita más memoria.
•
GC_HPROF_Dum_Heap: Cuando se crea el HPROF.
¿Que señales nos indicarían que hay un ML?
1. Utilizando el Log de Eclipse
•
•
•
•
Análisis del Log
D/dalvikvm( 29003): GC_CONCURRENT freed 378K, 41% free
3373K/6151K,
external 0K/0K, paused 12ms+11ms
“freed 378k” nos indica la memoria liberada.
“41% free 3373k/6151k” nos indica el % de memoria libre.
“external 0K/0K” nos indica la cantidad de memoria externa
liberada.
¿Que señales nos indicarían que hay un ML?
1. Utilizando el Log de Eclipse
•
Para detectarlo, en primer lugar creamos un filtro en LogCat
¿Que señales nos indicarían que hay un ML?
1. Utilizando el Log de Eclipse
•
Dejar ejecutar la aplicación, y una vez que tengamos los suficientes
mensaje, echar un vistazo.
¿Que señales nos indicarían que hay un ML?
2. Utilizando el DDMS (Dalvik Debug Monitor Server)
•
Es más visual y fácil de entender
¿Que señales nos indicarían que hay un ML?
2. Utilizando el DDMS (Dalvik Debug Monitor Server)
•
La memoria usada aumenta, al igual que los objetos.
¿Que señales nos indicarían que hay un ML?
3. Utilizando el MAT Report
•
Podemos ver el overview del Heap Dump
¿Que señales nos indicarían que hay un ML?
3. Utilizando el MAT Report
•
Utilizamos el Top Consumer
¿Que señales nos indicarían que hay un ML?
3. Utilizando el MAT Report
•
Utilizamos el Top Consumer
Detección de Memory Leak en Vivo
MAT se descarga desde: http://eclipse.org/mat/
O usando Update Manager de Eclipse:
http://www.eclipse.org/mat/downloads.php
Primera demostración
Detección de Memory Leak en Vivo
¿Qué está pasando?
Detección de Memory Leak en Vivo
¿Qué está pasando?
Cuando se da la vuelta al dispositivo, se crea un nuevo
MainActivity, y se libera el anterior. Pero este nunca es
liberado.
La clase MainActivity hace referencia a ConsumingClass
que a su vez hace referencia a MainActivity, y el objeto
ConsumingClass es insertado en un Stack y nunca se libera.
Detección de Memory Leak en Vivo
¿Qué está pasando?
Detección de Memory Leak en Vivo
Pero, ¿y si necesitamos pasar el contexto a la clase
ConsumingClass, como lo hacemos?
Si queremos pasar el contexto, para acceder por ejemplo a
los recursos, no tenemos que pasar toda la actividad,
solamente utilizar getApplicationContext().
Detección de Memory Leak en Vivo
¿Qué está pasando?
Detección de Memory Leak en Vivo
Segundo ejemplo, clásico ejemplo de Memory Leak.
Creamos una inner class (LeakClass) dentro de una
actividad (MainClass) pero no la denotamos como estática,
y creamos un variable estática que sea de la clase
LeakClass.
¿Qué ocurre?
Detección de Memory Leak en Vivo
Se ha creado un Leak de un MainActivity, debido a que la
inner class (LeakClass) está encapsulada a la MainActivity
que es la Outer.
Gracias