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开发态快速定位ArkTS泄漏-华为开发者话题 | 华为开发者联盟

1.1 ArkTS内存泄漏分析流程与高频泄漏场景

1.1.1 术语介绍

1.1.2 高频泄漏场景

1.1.2.1 JS对象被VMRoot类型持有导致内存泄漏

      常见构成 VMRoot 引用的来源包括：

      • 模块导出对象：export 出的对象被底层的 SourceTextModule 系统对象持有，而模块本身在应用生命周期内不被卸载。

      • 全局对象属性：通过 globalThis.xxx = ... 挂载的对象，globalThis 是贯穿应用始终的根对象。

      • 内置原型链扩展：修改 Array.prototype、Object.prototype 等内置对象原型，导致意外全局持有。

      一旦业务对象挂载到上述根节点上，即使页面销毁、组件卸载，该对象依然被 VMRoot 强引用，GC 无法回收。

1.1.2.2 JS对象被Local Handle/Global Handle引用导致内存泄漏

      在鸿蒙的JS-Native交互中，JS对象可以通过NAPI Native代码访问或持有。Native代码为了引用这些JS对象，会使用两种主要的句柄类型：napi_value、napi_ref。其中，napi_ref 是一种引用计数的句柄，用于保持对JS对象的引用，防止其在Native代码持有引用期间被垃圾回收器回收。

      • Local Handle (napi_value): 通常指在Native代码执行上下文中创建的、作用域较短的引用。当Native       代码执行环境切换时，这些Local Handle通常会被自动清理。Local Handle受Handle Scope管理，大部分场景下（如同步调用、napi框架异步调用等）系统会为创建的Local Handle添加Handle Scope，但仍有部分场景（如libuv异步调用等）系统不会主动添加Handle Scope，需要应用自行添加Handle Scope，否则就会导致JS对象无法回收。

      • Global Handle (napi_ref): 这是一种作用域为整个应用生命周期的引用。一旦创建，除非显式删除，否则它会一直保持对JS对象的引用。通常用于需要跨模块、跨上下文甚至跨JS线程访问的JS对象。由于其持久性，如果不加注意，很容易成为JS对象泄漏的根源。

      当Native代码持有（无论是local还是global）一个JS对象时，它实际上建立了一种强引用关系。在JS引擎的垃圾回收机制中，如果一个JS对象的所有可达性引用（包括JS代码内部的引用、DOM树等）都被清除，该对象就可以被回收。然而，如果存在一个Native句柄指向它，那么这个句柄就构成了一个阻止根，使得该JS对象在Native代码持有该句柄期间，从垃圾回收器的角度看，它是“可达”的。这就阻止了JS对象被回收，从而可能导致内存泄漏。

1.1.2.3 JS对象被FrameRoot类型持有导致内存泄漏

      正常情况下，函数执行完毕退栈后，栈帧销毁，这些临时引用自动失效，内存随之释放。

然而，若函数长期不退栈，局部变量/参数所引用的对象将持续被 FrameRoot 锚定，即便业务逻辑已不再需要它们，GC 也无法回收。常见导致栈帧滞留的情形包括：

      • 死循环或无限递归，函数永不返回。

      • 在函数内启动了一个长期运行的同步阻塞操作（如同步网络请求、大文件同步读写）。

      • 函数内部创建了闭包并被外部长期持有，且闭包捕获了该函数栈帧中的变量（导致整个栈帧无法释放）。

      • 使用了生成器（Generator）或 async/await 但未正确消费，导致协程挂起，栈帧保留。

1.1.3 标准化排查流程

      复现与观察：使用DevEco Profiler的Realtime Monitor(Memory泳道)，重复多次进出目标页面，观察内存曲线是否呈阶梯状上升。

      识别泄漏点：在操作前后各采集一次堆快照，使用 Snapshot 对比功能，关注新增对象数量和 Shallow Size，从而识别泄漏点。

      查看对象引用链：在Snapshot快照的对象引用链中找到异常存活对象（如本该销毁的Component实例），通过“Shortest Paths”分析引用链情况。

      1. 是否 VMRoot 持有：若引用链顶端为 VMRoot / SourceTextModule，多为模块导出单例或全局变量未清理。

      2. 是否 Local/Global Handle 持有：若泄漏对象的Distance为1，则多为Native侧持有未释放导致。可分为2种场景：

          a. Local Handle：napi_value未使用napi_open_handle_scope 或未成对使用（即使用napi_open_handle_scope但是未使用napi_close_handle_scope 释放）

          b. Global Handle：napi_ref 未调用 napi_delete_reference 释放或未成对使用（即使用napi_create_reference但是未使用napi_delete_reference 释放）在这2种情况下，无法基于引用链分析，需要通过Allocation模板，开启Local Handle及Global Handle录制选项来进一步分析。

      3. 是否 FrameRoot 持有：若非VMRoot和Local/Global Handle持有，则多为函数不退栈或闭包捕获对象被外部持有。

      代码审查：根据引用链中的关键节点（如 EventHub、Timer、全局变量、napi_ref、闭包上下文）定位代码中的持有关系。

      修复与验证：修改代码后重复步骤 1~2，确认内存曲线回归平稳。

图1

1.2 ArkTS内存泄漏分析案例

1.2.1 案例背景

      现象：本案例中，通过复现‘首页至消息页’的反复进出操作，观察到应用内存占用呈现"阶梯式持续增长"趋势。在循环操作10次后，应用出现显著卡顿现象。

      初步判断：典型的“阶梯式内存增长”，高度疑似内存泄漏。

1.2.2 分析流程

1.2.2.1 步骤1：Memory泳道确认泄漏

      1. 打开 DevEco Studio，连接真机，点击 Profiler工具Realtime Monitor（也可使用snapshot模板的Memory录制观察，以下是使用Realtime Monitor观察）。

      2. 启动应用，选择设备与应用进程。

      3. 点击录制按钮，在设备上重复操作：进入消息页面 → 停留2秒 → 返回首页，重复多次。

      4. 观察内存曲线：

          • 正常预期：每次退出后内存回落至基线附近，整体呈锯齿状。

          • 实际现象：曲线呈阶梯状上升，多次操作后内存增长至314.1MB且无明显回落。

      ✅ 确认存在内存泄漏，进入下一步。

图2

1.2.2.2 步骤2：堆快照对比定位异常对象

      1. 在 Profiler 中切换到 Snapshot 模板，请参考使用 Snapshot 模板基本操作 ：选择Profiler工具 → 选择设备与应用进程 → 选择Snapshot模板 → 创建Session → 启动录制

图3

      2. 抓取快照1：首次在进入消息页前，点击“Take Heap Snapshot”。

图4

      3. 抓取快照2：重复进出消息页面7次后，回到首页，点击“Take Heap Snapshot”，再抓取第二次快照，并停止录制。

图5

      4. 在快照对比视图Comparison中，选择 CompareTo Snapshot1。

图6

      5. 查看对象新增销毁情况，优先关注：

          • 操作次数的整数倍或整数倍+1（export 出的对象本身也有一条引用链），

          • 业务对象，即Constructor的结构为包名/模块名/文件路径#泄漏对象

图7

      关键发现：

          • 对比结果中，Test 对象实例数量从 0个 增加到 8个。

          • 正常情况下，页面退出后组件实例应被回收，快照2中应只有1个Test 对象（被export持有）。

      ✅ 确认 Test 对象实例泄漏。

1.2.2.3 步骤3：追踪引用链

      1. 在快照对比视图中，展开并选中一个 Test 对象实例，优先选Distance数量较多的，此处我们选 “6” 的，并打开右侧详细信息面板。

      注：选择 Distance 数量较多的对象实例，主要是因为这些实例频繁地被创建且未能得到及时释放。这表明存在潜在的内存泄漏问题，需要进一步调查以确定具体的泄漏源。

图8

2. 点击 “Shortest Paths” 获得如下Test 对象实例的最短引用链：

图9

1.2.2.4 步骤4：分析VMRoot类型持有导致泄漏问题

      1. 根据步骤3得到的Test 对象实例的最短引用链分析，该引用链的GC Root为 SourceTextModule 符合被export模块导出对象持有，VMRoot泄漏类型场景。

图10

      2. 从GC Root向上排查引用链，找到第一个业务对象，即CacheTest.ts文件中的CacheTest对象的cache属性持有了Test 对象未释放。点击后面跳转图标，打开CacheTest对象实例详细面板

图11

      3. CacheTest对象实例面板中，点击对象名后跳转按钮，跳转对应代码行。

图12

      4. 跳转代码后分析，CacheTest对象存在静态属性cache，该静态属性中保存了Test 对象。

图13

     5. 结合业务代码分析，MessageCenterPage 组件创建时会保存一个Test 对象到CacheTest中，但组件销毁时未清理该缓存导致内存泄漏。

图14

      6. 修改代码，在页面销毁时清除缓存。修改后重新复现操作7次，并抓快照验证，Test 对象创建数量正常。但分析发现Proxy 对象数量异常，创建70个未销毁。

图15

      7. 参考 “步骤3：追踪引用链” ，找到最短引用链，发现该 Proxy 对象的 Distance为1。说明其为GC Root直接持有的对象，被Native侧直接持有未释放，即JS对象被Local Handle/Global Handle引用导致内存泄露。

图16

      8. 通过 Proxy 对象的 Distance为1的References，确认内存泄露是由JS对象被Global Handle引用导致。

图17

1.2.2.5 步骤5：分析Local Handle/Global Handle类型持有导致泄漏问题

      基于步骤4分析得到 Proxy 对象实例可能被Local Handle/Global Handle引用导致内存泄露，我们可以通过以下步骤继续分析定位：

      1. 配置Allocation录制模板并捕获数据

      • 打开DevEco Studio：确保你的工程已加载，并连接了目标设备或模拟器。

      • 进入Profiler模块：在主界面下方菜单栏，找到并点击Profiler选项卡。

      • 选择应用进程：运行应用，并在 “区域2” 选择目标设备和应用进程。

      • 创建Allocation录制模板：选择 “Allocation” 并点击 Create Session 创建录制模板

图18

      • 配置录制参数

           ▪ 配置模式：选择详情模式（即关闭Statistics Mode）。当前仅详情模式支持进行ArkTS和Native的关联分析

          ▪ 配置开关： 勾选“Local Handle”和“Global Handle”，这是关键配置。这将使Allocation专门捕获与JS-NAPI句柄相关的内存分配事件。

             ○ 如果底层镜像不支持该功能，则会提示“当前镜像版本不支持，请升级镜像”；

图19

          ▪ 配置泳道范围：勾选 ArkTS Snapshot泳道。这将使Allocation在录制结尾时自动抓取一份Snapshot快照用于关联分析。

图20

          ▪ 启动录制：勾选了“Local Handle”开关后，如果是在应用本生命周期内首次录制local handle数据，会触发弹窗请求重启应用以便录制对应信息，此时点击OK允许重启即可。

图21

          ▪ 运行应用程序：运行目标应用，执行相关被怀疑引入内存泄露的业务操作，持续一段时间以增加内存压力和捕获更多数据。

          ▪ 停止录制：自动触发抓取一份Snapshot快照用于关联分析。点击快照，查找到疑似泄漏对象 Proxy 。

图22

      2. 泄漏对象关联分析

          • 定位可疑ArkTS对象：选中一个怀疑被泄漏的ArkTS对象实例（或对象类型），查看扩展标签页。

图23

          • 查看Native List：若某个 ArkTS 对象的 distance 值为 1，则可以通过扩展标签页中的 Native List 标签页，查看所有当前与该 JS 对象关联的 Native 句柄引用，以确认该 JS 对象是被 Local Handle 或 Global Handle 引用的对象。

图24

          • 关键信息：

            1. 句柄类型：调用栈底层的符号ArkGlobalHandle或ArkLocalHandle判断泄漏类型

            2. 调用栈：通过调用栈，可以定位到应用的Native代码（可能是ArkUI框架代码或你自己代码）中创建napi_ref的地方。

            3. 注意点：

               ▪ 如果该JS对象节点不是一个被Local Handle或者 Global Handle引用的对象，则会提示 "No Detail"；

               ▪ 如果该JS对象确实是一个被Local Handle或者 Global Handle引用的对象，但是对应的native 内存的申请事件已经在此次录制之前完成内存分配，本次录制结果则无法展示对应的内存申请调用栈，需要重新录制，录制时需要注意将录制时执行的业务逻辑范围调整的尽量更早一些。

      3. 分析内存分配调用栈

          • 排查调用栈：“Native List”标签页中的调用栈，找到对应业务代码

          • 关键排查点：

             ▪ 检查是否在适当的时候调用了对应的句柄释放接口如napi_delete_reference等。

             ▪ 梳理这段Native代码需要引用ArkTS对象的合理性，识别这个引用的生命周期是否过长，是否应该在某个条件满足后被释放；

             ▪ 对于napi_ref，其引用计数是关键。确保在不再需要引用时正确调用了napi_delete_reference。注意，引用计数可能因其他代码路径的创建或删除操作而意外增减。

             ▪ 检查句柄的作用域是否合理。local handle是否应该只在JS执行上下文切换前使用？global handle是否真的需要在整个应用生命周期都有效 。

图25

1.2.3 修复验证

      1. 重新运行应用，再次使用 Memory 泳道监控。

      2. 重复多次进出消息中心页。

      3. 验证结果：

          • 内存曲线恢复锯齿状，每次退出后回落至基线。

          • 再次抓取快照对比，多次操作后业务对象实例数量无明显增长。

          • 泄漏问题已修复。

图26

图27

1.3 附录1 ArkTS泄漏根因

      ArkTS运行时采用分代回收模型 ，将对象按生命周期划分为新生代和老年代。使用标记-清除（mark-and-sweep）算法回收内存，所有可达对象被标记为存活，不可达对象则被回收。每次GC都是从根节点开始遍历，因此根节点被称为GC Root。该树的快照如图1所示。

图28

      理解GC的核心在于一个关键洞察：GC只回收“无法从GC Root到达”的对象。只要你的对象还挂在那棵引用树上，哪怕你已经忘记它、不再需要它，GC也无法回收。换句话说，内存泄漏的本质不是GC失效，而是开发者留下了不该留的引用链。因此排查内存泄漏的关键，就是找到那条从GC Root出发、让无用对象“存活”的引用路径，并在适当位置将其切断。