这里的 Recycle 机制并不是指 Java 虚拟机中的垃圾回收机制,而是 Android 框架里十分常用的一种设计模式。基本思想很简单,当一个对象不再使用时把它储藏起来,不让虚拟机回收,需要的时候再从仓库里拿出来重新使用,这就避免了对象被回收后再重分配的过程。对于在应用的生命周期内(或者在循环中)需要频繁创建的对象来说这个机制特别实用,可以显著减少对象创建的次数,从而减少 GC 的运行时间。运用得当便可改善应用的性能。唯一的不足只是需要手动为废弃对象调用 recycle 方法。

如何实现?首先,我们需要一个仓库用于存放暂时不用的对象;需要新对象的时候我们不能使用 new 来分配一个新对象,所以还需要一个方法 obtain 来从仓库里获取对象;最后,便是 recycle 方法了,用于回收不再使用的对象。一个简单的实现如下所示,技术细节在注释里解释:

/**
 * Created by Tiou on 2014/7/15.
 * 一个实现 Recycle 机制的对象
 */
public class Data {
    /**
     * 对象池,就是上文所提到的对象仓库,用于暂时存放不用的对象。
     * 用链表来实现对象池结构,直观,高效,易用。
     * sPool 便是指向链表头部的引用
     */
    private static Data sPool;
    /**
     * 指向链表中的下一个元素,当 next 为 null 时表示已到达链表末端
     */
    private Data next;

    /**
     * 隐藏构造函数,避免对象被 new 关键字创建
     */
    private Data(){}

    /**
     * 从池里获取一个新对象,没有的话则返回一个新的实例
     * @return 可用的新对象
     */
    public static Data obtain(){
        if(sPool!=null){ // 池中有可用的对象
            // 对于对象池来说顺序并没有关系
            // 这里取链表的第一个对象,主要是因为方便
            Data data = sPool;
            sPool = sPool.next;
            data.next = null;
            return data;
        }
        return new Data();
    }

    /**
     * 将当前对象回收,一旦对象被回收,便不能再使用,代码中也不应存有任何到该对象的引用
     */
    public void recycle(){
        clear(); //清理对象
        // 把当前对象作为首元素按入链表中
        next = sPool;
        sPool = this;
    }

    /**
     * 重置对象到刚初始化时的状态
     */
    private void clear(){

    }
}

为什么说这是一个简单实现呢?因为这是一个不完善的实现。考虑一个场景,如果一次性 obtain 十万个对象,用完后再全部 recycle,以后每次可能规模就降到几十个,那这十万个对象的绝大多数就会停留在池里,既不会被用到,也不能被虚拟机回收,占用应用大量的内存。这是个十分糟糕的例子,但意思大致还是说得明白,池的容量不能无限大,不然便有内存泄漏的隐患。至于这个对象数量的上限该如何设置,这里并没有一个规定死的值,可灵活设置,简单说这是一个空间换时间的策略,可根据对象占用的空间,及应用具体需要用到的规模来设置一个合理值。

另外,obtainrecycle 这两个方法都不是原子操作,在多线程的应用场景下,可能会发生各种奇怪的问题。所以我们还要为这两个方法加锁,保证其是多线程安全的。

最终的效果在这个 gist.

至于具体的例子,这个机制在 Android 框架中实在是太常见了,都不用自己再造出什么例子。只要用过 Message, TypedArray, Parcel,甚至各种 Event 类,等等…都或多或少接触过 recycle 这个方法。这个机制如此常用,以至于 Android 还在 support lib v4 里提供一个 Pool 工具包。

大家可能会奇怪了:「我常常用 Message,也没调用过recycle,也不见得会怎样。」实际上不调用 recycle 确实不会在怎样,因为 Looper 已经帮我们处理好手尾了,只要记得发送过的 Message 不能再用便可以。那自己手动回收会怎样?因为 Looper 在调用 msg.recycle() 前并没有作检查,Message 的对象池来者不拒,不会对进入池中的对象是否已存在进行检查,一旦同一个 Message 被回收两次,便会发生糟糕的结果,对象池将会被破坏,变成一条循环链表,该 Message 所在节点后面的元素将会被孤立,虽不会造成内存泄漏,但将影响虚拟机回收的回收效率。更糟糕的是,Message 的 Recycle 机制将会失效。

大家可以试试下面的代码:

Message msg = Message.obtain();
System.out.println("First obtain:"+System.identityHashCode(msg));
msg.recycle();
msg.recycle();
System.out.println("After recycle twice");
System.out.println("Second obtain:"+System.identityHashCode(Message.obtain()));
System.out.println("Third obtain:"+System.identityHashCode(Message.obtain()));
System.out.println("Fourth obtain:"+System.identityHashCode(Message.obtain()));

输出结果:

First obtain:1122593040
After recycle twice
Second obtain:1122593040
Third obtain:1122593040
Fourth obtain:1122846456

可以看到,连续两次 obtain 返回相同的对象,一旦出现这样的 Bug,要找问题在哪出来绝对是很困难的,所以,绝对不要手动调用 Message#recycle. 不得不怀疑 Android 把这个方法声明为 public 是否合理的。

顺便再提一下,Event 类的回收机制也是由系统控制的,所以不要在监听器触发的方法外保留对监听事件的引用。

本文依据 Android Programming - Pushing the Limits 而作,该书同样犯了手动调用 Message#recycle 的错误,但仍不失为一本值得一读的技术书,诸君明辨。