Android内存管理（一）
声明：大部分内容为从其他文章中摘录感兴趣的部分，只为记录给自己看。
Stack由操作系统控制，其中主要存储函数地址、函数参数、局部变量等等，所以Stack空间不需要很大，一般为几MB大小。
Heap空间由程序控制，程序员可以使用malloc、new、free、delete等函数调用来操作这片地址空间。Heap为程序完成各种复杂任务提供内存空间，所以空间比较大，一般为几百MB到几GB。
进程的内存空间只是虚拟内存（或者叫做逻辑内存），而程序的运行需要的是实实在在的内存，即物理内存（RAM）。在必要时，操作系统会将程序运行中申请的内存（虚拟内存）映射到RAM，让进程能够使用物理内存。
Android中的进程
（1）native进程：采用C/C++实现，不包含dalvik实例的进程，/system/bin/目录下的程序文件运行后都是以native进程形式存在的。
（2）java进程：Android中运行于dalvik虚拟机之上的进程。dalvik虚拟机的宿主进程由fork()系统调用创建，所以每一个Java进程都是存在于一个native进程中。因此，java进程的内存分配比native进程复杂，因为进程中存在一个虚拟机实例。
Android的java程序为什么容易出现OOM？这个是因为Android系统对dalvik的vm heapsize做了硬性限制，当java进程申请的java空间超过阈值时，就会抛出OOM异常（这个阈值可以是48M、24M、16M等，视机型而定），可以通过adb shell getprop | grep dalvik.vm.heapsize查看此值。
这样的设计似乎有些不合理，但Google的目的是为了让Android系统能同时让比较多的进程常驻内存，这样程序启动时就不用每次都重新加载到内存，能够给用户更快的响应。
如果RAM真的不足，这时Android的memory killer会起作用，当RAM所剩不多时，memory killer会杀死一些优先级比较低的进程来释放物理内存，让高优先级程序得到更多的内存。
可以使用adb shell cat /proc/meminfo查看RAM使用情况。
使用adb shell dumpsys meminfo + packagename/pid查看进程的内存信息。
对于一些大型的应用程序（如游戏），内存使用会比较多，很容易超出vm heapsize的限制，这时怎么保证程序不会因为OOM而崩溃呢？
- 创建子进程
创建一个新的进程，那么我们就可以把一些对象分配到新进程的heap上了。当然，创建子进程会增加系统开销，而且并不是所有应用都适合这样做。创建子进程的方法：使用android:process标签。 - 使用jni在native heap上申请空间（推荐）
nativeheap的增长并不受dalvik vm heapsize的限制。 - 使用显存
使用OpenGL textures等API，texture memory不受dalvik vm heapsize限制，比如Android中的GraphicBufferAllocator申请的内存就是显存。
Android中常见的内存泄漏
1、单例（主要原因是因为一般情况下单例都是全局的，有时候会引用一些实际生命周期比较短的变量，导致无法释放）
2、静态变量（同样也是因为生命周期比较长）
3、Handler内存泄漏
4、匿名内部类（匿名内部类会引用外部类，导致无法释放，比如各种回调）
5、资源使用完未关闭（BroadcastReceiver、ContentObserver、File、Cursor、Stream、Bitmap）
对于Android内存泄漏，LeakCanary是最知名的优秀组件。其原理是监控每个activity，在activity onDestroy后，在后台线程检测引用，然后过一段时间进行gc，gc后如果引用还在，那么dump出内存堆栈，并解析进行可视化显示。
但有时候APP本身就是有一些比较耗内存的功能，比如直播、视频播放、音乐播放，我们还能做什么可以降低内存使用，减少OOM呢？
分辨率适配问题
很多情况下图片所占的内存在整个App内存占用中会占大部分。我们知道可以通过将图片放到hdpi/xhdpi/xxhdpi等不同文件夹进行适配，通过xml android:background设置背景图片，或者通过BitmapFactory.decodeResource()方法，图片实际上默认情况下是会进行缩放的。在java层实际调用的函数都是通过BitmapFactory里的decodeResourceStream函数。
decodeResource在解析时会对Bitmap根据当前设备屏幕像素密度densityDPI的值进行缩放适配操作，使得解析出来的Bitmap与当前设备的分辨率匹配，达到一个最佳的显示效果，并且Bitmap的大小将比原始的大。
尽管现在已经有比较先进的图片加载组件类似Glide，Fresco等，但是有时就是需要手动拿到一个bitmap或者drawable，特别是在一些可能会频繁调用的场景（如ListView的getView），怎样尽可能对bitmap进行复用呢？这里可以简单自己用WeakReference做一个bitmap缓存池，也可以用类似图片加载库写一个统一的bitmap缓存池，可以参考GlideBitmapPool的实现。
图片压缩
BitmapFactory在解码图片时，可以带一个Options，有一些比较有用的功能，比如：
- inTargetDensity 表示要被画出来时的目标像素密度
- inSampleSize 当它小于1时，会被当做1处理，大于1会按比例（1 / inSampleSize）缩小bitmap的宽和高、降低分辨率，大于1时这个值将会被处置为2的倍数。
- inJustDecodeBounds 字面意思就可以理解为只解析图片的边界，有时如果只是为了获取图片的大小就可以用这个，而不必直接加载整张图片。
- inPurgeable和inInputShareable 这两个需要一起使用，BitmapFactory的源码里有注释，大致意思是表示在系统内存不足时是否可以回收这个bitmap，有点类似软引用，但实际在5.0以后这两个属性已经被忽略，因为系统认为回收后再解码实际会反而可能导致性能问题。
- inBitmap 官方推荐使用的参数，表示重复利用图片内存，减少内存分配，在4.4以前只有相同大小的图片内存区域可以复用，4.4以后只要原有的图片比将要解码的图片大即可复用了。
缓存池大小
现在很多图片加载组件都不仅仅使用软引用或者弱引用了，实际上类似Glide默认使用的是LruCache，因为软引用、弱引用都比较难以控制，使用LruCache可以实现比较精细的控制，而默认缓存池设置太大了会导致浪费内存，设置小了又会导致图片经常被回收，所以需要根据每个App的情况，以及设备的分辨率，内存计算出一个比较合理的初始值，可以参考Glide的做法。
内存抖动
Android里内存抖动是指内存频繁地分配和回收，而频繁的gc会导致卡顿，严重时还会导致OOM。一个经典的案例是String拼接创建大量小的对象。
而内存抖动为什么会引起OOM呢？主要原因还是因为大量小的对象频繁创建，导致内存碎片，从而当需要分配内存时，虽然总体上还是有剩余内存可分配，而由于这些内存不连续，导致无法分配，系统就直接OOM了。
其他
常用数据结构优化，ArrayMap及SparseArray是Android的系统API，是专门为移动设备而定制的。用于在一定情况下取代HashMap而达到节省内存的目的，具体性能见HashMap、ArrayMap、SparseArray源码分析及性能对比。对于key为int的HashMap尽量使用SparseArray替代，大概可以省30%的内存，而对于其他类型，ArrayMap对内存的节省实际并不明显，10%左右，但是数据量在1000以上时，查找速度可能会变慢。
枚举，Android平台枚举是比较争议的，在较早的Android版本，使用枚举会导致包过大。随着虚拟机的优化，目前枚举变量在Android平台性能问题已经不大，而目前Android官方建议，使用枚举变量还是需要谨慎，因为枚举变量可能比直接用int多使用2倍的内存。
ListView复用，getView里尽量复用convertView，同时因为getView会频繁调用，要避免频繁地生成对象。
谨慎使用多进程，现在很多APP都不是单进程，为了保活，或者提高稳定性都会进行一些进程拆分，而实际上即使是空进程也会占用内存（1M左右），对于使用完的进程，服务都要及时进行回收。
尽量使用系统资源，系统组件，图片甚至控件的id。
减少view的层级，对于可以延迟初始化的页面，使用viewstub。
数据相关：序列化数据使用protobuf可以比xml省30%内存，慎用sharedpreference，因为对于同一个sp，会将整个xml文件载入内存，有时候为了读一个配置，就会将几百k的数据读进内存。数据库字段尽量精简，只提取所需字段。
dex优化，代码优化，谨慎使用外部库。有人觉得代码多少于内存没有关系，实际会有那么点关系，现在稍微大一点的项目动辄就是百万行代码以上，多dex也是常态，不仅占用rom空间，实际上运行的时候需要家长dex也是会占用内存的（几M），有时候为了使用一些库里的某个功能函数就引入了整个庞大的库，此时可以考虑抽取必要的部分，开启proguard优化代码，使用Facebook redex优化dex（好像有不少坑）。
当我们接到一个内存优化任务时，应该从何开始？
1、首先是解决大部分内存泄漏，接入LeakCanary
2、通过MAT查看内存占用，优化占用内存较大的地方
3、对RDM上的OOM进行分析
4、同时对一些逻辑代码进行调整，如APP主页的tab进行数据延迟加载和定时回收
总结，我们可以通过各种内存泄漏检测组件，MAT查看内存占用，Memory Monitor跟踪整个APP的内存变化情况，Heap Viewer查看当前内存快照，Allocation Tracker追踪内存对象的来源，以及利用崩溃上报平台从多方面对App内存进行监控和优化。
