Žere paměť a nateká — co to je, příčiny a jak se vyhnout

Co je únik paměti a natekání aplikace?

Únik paměti (memory leak) — situace, kdy objekt, který aplikace již nepotřebuje, zůstává v heapu, protože na něj existuje aktivní reference z kořenové sady (GC Root). Garbage collector považuje takový objekt za živý a neodstraňuje jej.

Natékání paměti (memory bloat) — širší problém, kdy aplikace spotřebovává více paměti, než je nutné k provádění aktuálních úkolů. Příčiny: nadměrné cachování, duplikace objektů, neoptimální datové struktury a fragmentace heapu.

V Androidu má každá aplikace přidělen omezený heap (obvykle 64-512 MB v závislosti na zařízení a verzi OS). V iOS je omezení méně striktní, ale systém při přiblížení k limitu zasílá varování o paměti.

Podle Facebook Engineering Blog jsou úniky paměti příčinou ~15% crash hlášení v mobilních aplikacích. V Androidu se k tomu přidávají ANR kvůli častým GC pauzám při nedostatku paměti.

Typické vzory úniků paměti v Android a iOS

Statická reference na Activity — klasika Android úniků. Pokud statické pole nebo singleton uchovává referenci na Activity, nebude GC sbírána ani po finish(), dokud singleton žije. Activity je těžký objekt obsahující View hierarchii, zdroje a Context.

object LeakHolder {
    var activityRef: Activity ?= null // únik: statická reference na Activity
}

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle ?= null) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        LeakHolder.activityRef = this // ❌ MainActivity nikdy nebude GC sbírána
    }
}

Anonymní třídy a lambdy — implicitně udržují referenci na vnější třídu. Pokud je Runnable nebo Callback předán externí službě a Activity je zničena, objekt anonymní třídy stále visí ve frontě a brání Activity v garbage collection.

• Handler se zpožděním — pokud je Activity zničena, ale Handler.postDelayed ještě nebyl proveden, Activity uniká
• Thread a AsyncTask — při otočení obrazovky je Activity znovu vytvořena, ale staré Thread stále drží referenci na starou Activity
• Retrofit/Callback — anonymní Callback udržuje referenci na presenter nebo fragment
• Pozorovatelé (Observers) — LiveData nebo RxJava odběry bez zrušení při onDestroy

V iOS je hlavním problémem retain cycle: dva objekty drží silné reference na sebe navzájem a ARC nemůže vynulovat počítadlo referencí pro žádný z nich. Typický případ: closure silně zachycující self a self držící referenci na closure.

Jak odhalit úniky paměti?

LeakCanary — knihovna od Square pro automatickou detekci úniků v Androidu. Po zničení Activity nebo Fragmentu zkontroluje, zda byl objekt GC sbírán. Pokud ne — provede heap dump a zobrazí trace úniku.

// LeakCanary 2.x — auto-integrace přes Application
class ExampleApplication : Application() {
    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
        // LeakCanary se automaticky nainstaluje v debug sestavení
        // přes ContentProvider — nastavení s nulovým kódem
    }
}

// Vynucené volání kontroly
AppWatcher.objectWatcher.watch(watchedObject, "leak description")

Android Studio Profiler — vestavěný nástroj pro monitorování paměti v reálném čase. Umožňuje nahrát heap dump, najít podezřelé objekty (Retained Size > 1 MB) a sledovat GC root cestu ke každému objektu.

Pro iOS použijte Xcode Memory Graph Debugger. Vizualizuje graf objektů v paměti, ukazuje retain cycles a umožňuje okamžitě odhalit kruhové reference. K dispozici je také Instruments > Allocations pro dlouhodobé monitorování.

Strategie prevence úniků

WeakReference — základní mechanismus pro reference, které by neměly bránit garbage collection. Pokud GC rozhodne objekt smazat, WeakReference vrátí null. Používá se pro callbacky, listenery a reference na UI komponenty z vlákna na pozadí.

Lifecycle-aware komponenty — architektonický přístup implementovaný v Android Jetpack (Lifecycle, LiveData, Flow, coroutines). Odběry se automaticky ruší při onDestroy, což eliminuje hlavní třídu úniků.

class MyViewModel : ViewModel() {
    private val _data = MutableLiveData<List<User>>()
    val data: LiveData<List<User>> get() = _data

    fun loadData() {
        viewModelScope.launch {
            val result = repository.fetchData()
            _data.postValue(result)
            // korutina se automaticky ruší při onCleared()
        }
    }
}

viewModelScope a lifecycleScope — vestavěné CoroutineScope v Androidu, které se ruší při odpovídající události životního cyklu. Tím se eliminují úniky prostřednictvím korutin — nejčastější scénář v moderním Android vývoji.

• Nepoužívejte statické reference na Context, Activity, View nebo Fragment
• Zrušte všechny RxJava odběry v disposeBag / CompositeDisposable při onDestroy
• Používejte [weak self] / [unowned self] v iOS closures k prevenci retain cycles
• Kontrolujte Bitmap a velké objekty — měly by být recyklovány nebo vynulovány

Nástroje pro profilování paměti

Memory Profiler in Android Studio — hlavní nástroj pro sledování heapu. Zobrazuje live allocations, snímky heapu, počet objektů podle typů. Umožňuje nahrát dump a analyzovat jej v MAT (Memory Analyzer Tool) pro nalezení podezřelých objektů.

Eclipse MAT — desktopový analyzátor heap dump. Po načtení HPROF souboru z Android Studio MAT postaví dominator tree, zobrazí retain size každého objektu a nabízí automatickou analýzu podezřelých úniků pomocí Leak Suspects Report.

Xcode Memory Graph — vizuální debugger retain cycles. Po kliknutí na tlačítko Memory Graph Debugger Xcode zastaví aplikaci, postaví kompletní graf objektů v paměti a zvýrazní retain cycles červeně.

Podle Google I/O 2023 aplikace používající LeakCanary v debug sestaveních snižují počet crash souvisejících s pamětí o 30-50% během prvních 2 měsíců po zavedení. Doporučuje se přidat LeakCanary ve fázi onboardingu projektu.