【内存优化】内存溢出(OOM)和内存泄露的引发原因及优化方案

一、内存泄露

  • 垃圾回收器无法回收原本应该被回收的对象,这个对象就引发了内存泄露。
  • 内存泄露的危害: 
    • (1)过多的内存泄露最终会导致内存溢出(OOM)
    • (2)内存泄露导致可用内存不足,会触发频繁GC,不管是Android2.2以前的单线程GC还是现在的CMS和G1,都有一部分的操作会导致用户线程停止(就是所谓的Stop the world),从而导致UI卡顿。

二、内存溢出(OOM)

  • Android为每个进程设置Dalvik Heap Size阈值,这个阈值在不同的设备上会因为RAM大小不同而各有差异。如果APP想要分配的内存超过这个阈值,就会发生OOM。

  • ActivityManager.getMemoryClass()可以查询当前APP的Heap Size阈值,单位是MB。

  • 在3.x以前,Bitmap分配在Native heap中,而在4.x之后,Bitmap分配在Dalvik或ART的Java heap中。

  • Android 2.x系统,当dalvik allocated + native allocated + 新分配的大小 >= dalvik heap 最大值时候就会发生OOM,也就是说在2.x系统中,考虑native heap对每个进程的内存限制。

  • Android 4.x系统,废除了native的计数器,类似bitmap的分配改到dalvik的java heap中申请,只要allocated + 新分配的内存 >= dalvik heap 最大值的时候就会发生OOM(art运行环境的统计规则还是和dalvik保持一致),也就是说在4.x系统中,不考虑native heap对每个进程的内存限制,native heap只会收到本机总内存(包括RAM以及SWAP区或分页文件)的限制。

三、如何避免内存泄漏

1、使用轻量的数据结构

  • 使用ArrayMap/SparseArray来代替HashMap,ArrayMap/SparseArray是专门为移动设备设计的高效的数据结构。

  • HashMap实现原理

    • HashMap内部使用一个默认容量为16的数组来存储数据,采用拉链法解决hash冲突(数组+链表),如下图: 
      【内存优化】内存溢出(OOM)和内存泄露的引发原因及优化方案_第1张图片

    • Entry存储的内容有key、value、hash值、next指针,通过计算hash(key)%len找到Entry在数组中的位置。

    • 缺点:(1)就算没有数据,也需要分配默认16个元素的数组(2)一旦数据量达到Hashmap限定容量的75%,就将按两倍扩容
  • SparseArray

    • 支持int类型,避免自动装箱,但是也只支持int类型的key
    • 内部通过两个数组来进行数据存储的,一个存储key,另外一个存储value
    • 因为key是int,在查找时,采用二分查找,效率高,SparseArray存储的元素都是按元素的key值从小到大排列好的。 (Hashmap通过遍历Entry数组来获取对象)
    • 默认初始size为0,每次增加元素,size++
    • SparseArray中put方法的源码如下:
  • ArrayMap

    • 跟SparseArray一样,内部两个数组,但是第一个存key的hash值,一个存value,对象按照key的hash值排序,二分查找也是按照hash
    • 查找index时,传入key,计算出hash,通过二分查找hash数组,确定index

2、不要使用Enum

  • 这点在Google的Android官方培训课程提到过,具体可以参考胡凯的《 Android性能优化典范(三)》。

3、大胖子Bitmap的处理

  • Bitmap压缩
  • Lru机制处理Bitmap(下一节博客会详细讲解),也可以使用那些有名的图片缓存框架。

4、不要使用String进行字符串拼接

  • 严格的讲,String拼接只能归结到内存抖动中,因为产生的String副本能够被GC,不会造成内存泄露。

  • 频繁的字符串拼接,使用StringBuffer或者StringBuilder代替String,可以在一定程度上避免OOM和内存抖动。

5、非静态内部类内存泄露

  • 在Activity中创建非静态内部类,非静态内部类会持有Activity的隐式引用,若内部类生命周期长于Activity,会导致Activity实例无法被回收。(屏幕旋转后会重新创建Activity实例,如果内部类持有引用,将会导致旋转前的实例无法被回收)。

  • 解决方案:如果一定要使用内部类,就改用static内部类,在内部类中通过WeakReference的方式引用外界资源。

  • 正确的代码示例:

static class ImageDownloadTask extends AsyncTask {

        private String url;
        private WeakReference photoAdapter;

        public ImageDownloadTask(PhotoAdapter photoAdapter) {
            this.photoAdapter = new WeakReference(photoAdapter);
        }

        @Override
        protected Bitmap doInBackground(String... params) {
            //在后台开始下载图片
            url = params[0];
            Bitmap bitmap = photoAdapter.get().loadBitmap(url);
            if (bitmap != null) {
                //把下载好的图片放入LruCache中
                String key = MD5Tools.decodeString(url);
                photoAdapter.get().put(key, bitmap);
            }
            return bitmap;
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
            super.onPostExecute(bitmap);
            //把下载好的图片显示出来
            ImageView mImageView = (ImageView) photoAdapter.get().mGridView.get().findViewWithTag(MD5Tools.decodeString(url));
            if (mImageView != null && bitmap != null) {
                mImageView.setImageBitmap(bitmap);
                photoAdapter.get().mDownloadTaskList.remove(this);//把下载好的任务移除
            }
        }
    }

6、匿名内部类内存泄漏

  • 跟非静态内部类一样,匿名内部类也会持有外部类的隐式引用,比较常见的情况有,耗时Handler,耗时Thread,都会造成内存泄漏,解决方式也是static+WeakReference,下面给出正确写法。

  • Handler的正确写法:

private static class MyHandler extends Handler {

    private final WeakReference context;

    private MyHandler(Context context) {
        this.context = new WeakReference(context);
    }

    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {

        }
    }
}

private final MyHandler mHandler = new MyHandler(this);

private static final Runnable sRunnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {

    }
};

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_home);
    //  发送一个10分钟后执行的一个消息
    mHandler.postDelayed(sRunnable, 600000);
}
  • Thread的正确写法:
private static class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            // TODO 耗时任务
        }
    }
}

new MyThread().start();

7、Context持有导致内存泄漏

  • Activity Context被传递到其他实例中,这可能导致自身被引用而发生泄漏。
  • 解决:对于大部分非必须使用Activity Context的情况(创建Dialog的Context必须是Activity Context),应该使用Application Context。

8、记得注销监听器

  • 注册监听器的时候会add Listener,不要忘记在不需要的时候remove掉Listener。

9、资源文件需要选择合适的文件夹进行存放

  • hdpi/xhdpi/xxhdpi等等不同dpi的文件夹下的图片在不同的设备上会经过scale的处理。例如我们只在hdpi的目录下放置了一张100100的图片,那么根据换算关系,xxhdpi的手机去引用那张图片就会被拉伸到200200。需要注意到在这种情况下,内存占用是会显著提高的。对于不希望被拉伸的图片,需要放到assets或者nodpi的目录下。

10、谨慎使用static对象

  • static对象的生命周期过长,应该谨慎使用

11、谨慎使用单例中不合理的持有

  • 单例中的对象生命周期与应用一致,注意不要在单例中进行不必要的外界引用持有。如果一定要引用外部变量,需要在外部变量生命周期结束的时候接触引用(赋为null)。

12、一定要记得关闭无用连接

  • 在onDestory中关闭Cursor,I/O,数据库,网络的连接用完记得关闭。

注意:谨慎使用lager heap

  • 不同的设备有不容的RAM,他们为应用程序设置了不同大小的Heap的阈值。虽然可以通过largeHeap=true的属性来为应用获得一个更大的heap空间,然后通过getLargeMemoryClass()来获取到这个更大的heap阈值。但是你要注意,largeHeap只是为了一些本来就需要大量内存的APP存在,比如图墙和图片编辑软件。所以,不要随意的使用large heap,否则会影响系统整体的用户体验,会使每次gc时间更长。
原文地址: http://blog.csdn.net/mxm691292118/article/details/51020023

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