Android 性能优化--04：内存优化

2024-01-13 本文已影响0人 DarcyZhou

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1.定义

优化处理应用程序的内存使用、空间占用。

2.作用

避免因不正确使用内存和缺乏管理，从而出现内存泄露（ML）、内存溢出（OOM）、内存空间占用过大等问题，最终导致应用程序崩溃（Crash）。

3.储备知识：Android 内存管理机制

3.1 简介

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下面将针对进程、对象、变量的内存分配和回收进行详细讲解。

3.2 进程的内存策略

（1）内存分配策略：由ActivityManagerService集中管理所有进程的内存分配。

（2）内存回收策略

步骤1：Application Framework决定回收的进程类型。
Android中的进程是托管的；当进程空间紧张时，会按进程优先级低 --> 高的顺序自动回收进程。Android将进程分为5个优先等级，具体如下：

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步骤2：Linux内核真正回收具体进程

1）ActivityManagerService对所有进程进行评分（评分存放在变量adj中）；
2）更新评分到Linux内核；
3）由Linux内核完成真正的内存回收。

此处仅总结流程，这其中的过程复杂，有兴趣的读者可研究系统源码ActivityManagerService.java。

3.2 对象、变量的内存策略

Android的对于对象、变量的内存策略同Java；
内存管理 = 对象/变量的内存分配 + 内存释放。

（1）内存分配策略

对象/变量的内存分配由程序自动负责；
共有3种：静态分配、栈式分配、堆式分配，分别面向静态变量、局部变量和对象实例
具体介绍如下：

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注：用1个实例讲解内存分配

public class Sample {    
    int s1 = 0;
    Sample mSample1 = new Sample();   

    // 方法中的局部变量s2、mSample2存放在栈内存
    // 变量mSample2所指向的对象实例存放在堆内存
    // 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中
    public void method() {        
        int s2 = 0;
        Sample mSample2 = new Sample();
    }
}
    // 变量mSample3所指向的对象实例存放在堆内存
    // 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中
    Sample mSample3 = new Sample();

（2）内存释放策略

对象/变量的内存释放由Java垃圾回收器（GC）/帧栈负责；
此处主要讲解对象分配（即堆式分配）的内存释放策略 = Java垃圾回收器（GC）。

由于静态分配不需释放、栈式分配仅通过帧栈自动出、入栈，较简单，故不详细描述。

Java垃圾回收器（GC）的内存释放 = 垃圾回收算法，主要包括：

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具体介绍如下：

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4.常见的内存问题和优化方案

常见的内存问题如下：

内存泄露
内存抖动
图片Bitmap相关
代码质量和数量
日常不正确使用

4.1 内存泄露

（1）简介：内存泄露，即ML（Memory Leak），指程序在申请内存后，当该内存不需再使用但却无法被释放归还给程序的现象。

（2）对应用程序的影响：容易使得应用程序发生内存溢出，即OOM。

（3）内存溢出简介：

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（4）发生内存泄露的本质原因

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（5）常见内存泄露原因

集合类；
Static关键字修饰的成员变量；
非静态内部类/匿名类；
资源对象使用后未关闭。

（6）优化方案：《Android 性能优化--03：内存泄露》

4.2 图片资源Bitmap相关

（1）优化原因：即为什么要优化图片Bitmap资源，具体如下图：

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（2）优化方向：主要从以下方面优化图片Bitmap资源的使用和内存管理：

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（3）具体优化方案：《Android 性能优化--05：Bitmap图片资源优化》

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4.3 内存抖动

（1）简介

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（2）优化方案：尽量避免频繁创建大量、临时的小对象。

4.4 代码质量和数量

（1）优化原因：代码本身的质量（如数据结构、数据类型等）和数量（代码量的大小）可能会导致大量的内存问题，如占用内存大、内存利用率低等。

（2）优化方案：主要从代码总量、数据结构、数据类型、数据对象引用方面优化，具体如下：

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4.5 常见使用

（1）优化原因：一些常见使用也可能引发大量的内存问题，下面将详细介绍。

（2）优化方案

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注：还有1个内存优化的终极方案：调大虚拟机Dalvik的堆内存大小；即在AndroidManifest.xml的application标签中增加一个android:largeHeap属性（值 = true），从而通知虚拟机应用程序需更大的堆内存，但不建议不鼓励该做法。

4.6 额外小技巧

此处，还有一些内存优化的小技巧希望告诉给大家。

（1）技巧1：获取当前可使用的内存大小
调用ActivityManager.getMemoryClass()方法可获取当前应用可用的内存大小（单位 = 兆）。

（2）技巧2：获取当前的内存使用情况
在应用生命周期的任何阶段，调用onTrimMemory()获取应用程序当前内存使用情况（以内存级别进行识别），可根据该方法返回的内存紧张级别参数来释放内存。

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（3）技巧3：当视图变为隐藏状态时，则释放内存
当用户跳转到不同的应用并且视图不再显示时, 应释放应用视图所占的资源。

注：此时释放所占用的资源能显著的提高系统的缓存处理容量；
具体操作：实现当前Activity类的onTrimMemory()后，当用户离开视图时会得到通知；若得到返回的参数 = TRIM_MEMORY_UI_HIDDEN即代表视图变为隐藏状态，则可释放视图所占用的资源。

5.辅助内存优化的分析工具

哪怕完全了解内存泄露的原因，但难免还是会出现内存泄露的现象。下面将简单介绍几个主流的分析内存泄露的工具。

MAT(Memory Analysis Tools)
Heap Viewer
Allocation Tracker
Android Studio的Memory Monitor
LeakCanary

5.1 MAT(Memory Analysis Tools)

（1）定义：一个Eclipse的Java Heap内存分析工具 -->下载地址。

（2）作用：查看当前内存占用情况。
通过分析Java进程的内存快照HPROF分析，快速计算出在内存中对象占用的大小，查看哪些对象不能被垃圾收集器回收，同时可通过视图直观地查看可能造成这种结果的对象。

（3）具体使用：MAT使用攻略

5.2 Heap Viewer

（1）定义：一个的Java Heap内存分析工具。

（2）作用：查看当前内存快照。
可查看分别有哪些类型的数据在堆内存中和各种类型数据的占比情况。

（3）具体使用：Heap Viewer使用攻略

5.3 Allocation Tracker

（1）定义：一个内存追踪分析工具.

（2）作用：追踪内存分配信息，按顺序排列。

（3）具体使用：Allocation Tracker使用攻略

5.4 Memory Monitor

（1）简介：一个Android Studio自带的图形化检测内存工具。

（2）作用：跟踪系统/应用的内存使用情况。核心功能如下：

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（3）具体使用：Android Studio 的 Memory Monitor使用攻略

5.5 LeakCanary

（1）定义：一个square出品的Android开源库 -->下载地址

（2）作用：检测内存泄露。

（3）具体使用：LeakCanary使用详细教程(附Demo)。

6.总结

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