“Detección de Memory Leaks utilizando Eclipse Memory Analyser ”

“Detección de Memory Leaks utilizando Eclipse Memory Analyser”

Algeciras, jueves 26 de septiembre de 2013

¿Quien soy?

@Gatreyu

Rafael David Piernagorda

i

Co-Founder & Product Manager en

Socio en niciativas3D

¿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 DispositivosMemoria en los dispositivos va aumentando (Estudio para Smartphones HTC)

0

500

1000

1500

2000

2500

Tamaño de la memoria a lo largo de los años (MB)

Memoria en Dispositivos

Entonces ¿Cuál es el problema?Tamaño de pixeles en pantalla aumenta también

Tamaño de la memoria a lo largo de los años (MB)

0

1

2

3

4

5

6Pulgadas de dispositivos

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

Megapíxeles por pantalla

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.


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 DispositivosSi utiliza visualiza 461 cuadros:

Nuestra querida excepción:

OutOfMemoryException.


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 DY la clase D hace referencia a E y F


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 CLa clase C hace referencia a la clase DY la clase D hace referencia a E y F


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 MBNexus One 32 MBXoom 48 MB

HEAP

Conceptos asociados al HEAP

Dominator Tree => Es aquel árbol cuyos caminos de sus nodos conducen directamente hacia el nodo principal.

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


Dominator Tree. Visión en MAT

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


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.

HEAPProblema con las imágenes:

Antes de HoneyCombHeap solo tiene la referencia, la imagen se carga en memoria Nativa.Es difícil de depurar

HEAPProblema 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.

HEAPSupongamos, 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. LlorarNo soluciona nada, pero si te gusta desahogarte así, adelante.


2. Usar la técnica del AvestruzNo soluciona nada.

Pero por desgracia es una técnica muy popular entre muchos desarrolladores y Product Manager.

Que halla mucha memoria no significaque no pueda pasar.

Si quieres que ocurra presenta el producto a un Cliente o Inversor, y el fallo ocurrirá con su mayor consecuencia.


3. Hacer un análisis del códigoInvestigar 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.


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.


1. Utilizando el Log de Eclipse• Para detectarlo, en primer lugar creamos un filtro en LogCat


1. Utilizando el Log de Eclipse• Dejar ejecutar la aplicación, y una vez que tengamos los suficientes

mensaje, echar un vistazo.


2. Utilizando el DDMS (Dalvik Debug Monitor Server)• Es más visual y fácil de entender


2. Utilizando el DDMS (Dalvik Debug Monitor Server)• La memoria usada aumenta, al igual que los objetos.


3. Utilizando el MAT Report• Podemos ver el overview del Heap Dump


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

http://eclipse.org/mat/

http://www.eclipse.org/mat/downloads.php


¿Qué está pasando?



Cuando se da la vuelta al dispositivo, se crea un nuevoMainActivity, y se libera el anterior. Pero este nunca esliberado.

La clase MainActivity hace referencia a ConsumingClassque a su vez hace referencia a MainActivity, y el objetoConsumingClass es insertado en un Stack y nunca se libera.


Pero, ¿y si necesitamos pasar el contexto a la claseConsumingClass, como lo hacemos?

Si queremos pasar el contexto, para acceder por ejemplo alos recursos, no tenemos que pasar toda la actividad,solamente utilizar getApplicationContext().


Segundo ejemplo, clásico ejemplo de Memory Leak.

Creamos una inner class (LeakClass) dentro de unaactividad (MainClass) pero no la denotamos como estática,y creamos un variable estática que sea de la claseLeakClass.

¿Qué ocurre?


Se ha creado un Leak de un MainActivity, debido a que lainner class (LeakClass) está encapsulada a la MainActivityque es la Outer.

Gracias

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