Android内存优化

Posted 2022-12-09 火山石

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android内存优化相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

避免因不正确使用内存 & 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）

示意图

下面，将针对回收进程、对象、变量的内存分配 & 回收进行详细讲解

2、针对进程的内存策略

a. 内存分配策略

由 ActivityManagerService 集中管理所有进程的内存分配

b. 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：

示意图

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、针对对象、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

下面，将详细讲解内存分配 & 内存释放策略

a. 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 & 对象实例
具体介绍如下

示意图

注：用1个实例讲解内存分配

public class Sample     
    // 该类的实例对象的成员变量s1、mSample1 & 指向对象存放在堆内存中
    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
    public void method()         
        int s2 = 0;
        Sample mSample2 = new Sample();
    

    // 变量mSample3的引用存放在栈内存中
    // 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也存放在堆内存中
    Sample mSample3 = new Sample();

b. 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：

垃圾收集算法类型

具体介绍如下

总结

4. 常见的内存问题 & 优化方案

常见的内存问题如下
1. 内存泄露
2. 内存抖动
3. 图片Bitmap相关
4. 代码质量 & 数量
5. 日常不正确使用
下面，我将详细分析每项的内存问题 & 给出优化方案

4.1 内存泄露

简介
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
对应用程序的影响
容易使得应用程序发生内存溢出，即 OOM

内存溢出简介：

示意图

发生内存泄露的本质原因

常见内存泄露原因
1. 集合类
2. Static关键字修饰的成员变量
3. 非静态内部类 / 匿名类
4. 资源对象使用后未关闭
优化方案
具体请看文章：Android性能优化：手把手带你全面了解内存泄露 & 解决方案

本质：对象的引用未被释放，导致对象本身无法被有效的回收。
三个知识点：内存泄漏、内存溢出、内存优化工具。

这个时候面试官就被你带沟里了，他就会让你逐个介绍这三个知识点了。
【内存泄漏】
1.单例模式引发的内存泄漏：
原因：单例模式里的静态实例持有对象的引用，导致对象无法被回收，常见为持有Activity的引用
优化：改为持有Application的引用，或者不持有使用的时候传递。

2.集合操作不当引发的内存泄漏：
原因：集合只增不减
优化：有对应的删除或卸载操作

3.线程的操作不当引发的内存泄漏：
原因：线程持有对象的引用在后台执行，与对象的生命周期不一致
优化：静态实例+弱引用(Weakrefrence)方式，使其生命周期一致

4.匿名内部类/非静态内部类操作不当引发的内存泄漏：
原因：内部类持有对象引用，导致无法释放，比如各种回调
优化：保持生命周期一致，改为静态实例+对象的弱引用方式（WeakReference）

5.常用的资源未关闭回收引发的内存泄漏：
原因：BraodcastReceiver，File，Cursor，IO流，Bitmap等资源使用未关闭
优化：使用后有对应的关闭和卸载机制

6.Handler使用不当造成的内存泄漏：
原因：Handler持有Activity的引用，其发送的Message中持有Handler的引用，当队列处理Message的时间过长会导致Handler无法被回收
优化：静态实例+弱引用(Weakrefrence)方式
销毁对象时候清空队列里的Message

内存溢出：
原因：
1.内存泄漏长时间的积累
2.业务操作使用超大内存
优化：
1.调整图像大小后再放入内存、及时回收
2.不要过多的创建静态变量

4.2 图片资源Bitmap相关

优化原因
即为什么要优化图片Bitmap资源，具体如下图：
示意图
优化方向
主要从以下方面优化图片Bitmap资源的使用 & 内存管理
示意图
具体优化方案下面，我将详细讲解每个优化方向的具体优化方案

关于更加具体的介绍，请看文章：Android性能优化：那些关于Bitmap优化的小事

示意图

4.3 内存抖动

简介

示意图
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 & 数量

优化原因代码本身的质量（如数据结构、数据类型等） & 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
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

示意图

4.5 常见使用

优化原因一些常见使用也可能引发大量的内存问题，下面我将详细介绍。
优化方案

示意图

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

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）
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

Android 4.0 后提供的一个API

示意图

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 & 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

哪怕完全了解内存的原因，但难免还是会出现人为难以发现的内存问题
下面将简单介绍几个主流的辅助分析内存优化的工具，分别是
1. MAT(Memory Analysis Tools)
2. Heap Viewer
3. Allocation Tracker
4. Android Studio 的 Memory Monitor
5. LeakCanary