Android 内存查看常用命令

事情的终局强如事情的起头;存心忍耐的,胜过居心骄傲的。—传道书7:8

RAM(random-access memory)即内存的使用情况对系统的性能影响很大,OOM问题、内存泄露、程序卡顿等诸多问题,都跟不合理的内存使用相关,并且这类问题一般都比较隐晦,要解决该类问题,熟悉内存查看的方法很有必要。
本篇博文介绍Android平台上常用的内存观测方法。

procrank与procmem

这两个命令均需要root权限才能运行。
procrank
procrank可以快速的总览当前系统各个进程的内存使用情况,其主要展示了4个指标:

  • Vss(virtual set size): 进程可访问的内存大小,包含了共享内存。Android系统中大量的内存空间会被多个进程共享,比如一个进程在运行期间会调用到其他进程,那么Vss也就将调用到的其它进程的内存统计进来了。
  • Rss(resident set size): 进程实际使用的内存大小,同样也包含了共享内存,但它只将实际用到的共享内存统计入内。
  • Pss(proportional set size): 进程自身内存大小+按比例分配的共享内存大小。
  • Uss(unique set size): 进程自身的内存大小,不包括使用到的其他共享内存。程序退出后,系统就会多出Uss大小的内存出来。

举个例子说明下:假如有进程A,其自身运行期间的私有内存大小为a,进程B运行期间占据了b大小的内存。
A运行期间需要依赖B,则Vss=a+b。
A依赖B,但只是用到了B进程下的部分内存区域,大小为b1。则Rss=a+b1(b1<=b)
除了A以外,还有3个进程也同样在使用B,则Pss=a+b/(1+3)
只统计A进程自身占用的内存,则Uss=a

procrank的使用说明

# procrank -h
Usage: procrank [ -W ] [ -v | -r | -p | -u | -s | -h ]
    -v  Sort by VSS.
    -r  Sort by RSS.
    -p  Sort by PSS.
    -u  Sort by USS.
    -s  Sort by swap.
        (Default sort order is PSS.)
    -R  Reverse sort order (default is descending).
    -c  Only show cached (storage backed) pages
    -C  Only show non-cached (ram/swap backed) pages
    -k  Only show pages collapsed by KSM
    -w  Display statistics for working set only.
    -W  Reset working set of all processes.
    -h  Display this help screen.

其运行结果如下:

  PID       Vss      Rss      Pss      Uss    cmdline
 3062  1735540K  131548K   85448K   78648K    system_server
 3428  1028392K  115896K   74462K   68900K    com.android.systemui
26426  1012992K   83272K   42890K   39664K    com.android.settings
 3806  1001248K   81064K   41639K   38840K    com.android.phone
  353   152208K   40524K   28086K   26516K    /system/bin/cameraserver
 3414   978800K   64344K   27342K   25120K    com.google.android.inputmethod.pinyin
 9885  1643528K   64880K   24821K   22012K    com.android.mms

分析内存问题主要关注的是Uss跟Pss,尤其是Uss.因为Vss和Rss包含了共享内存,单个进程分析内存大小时,会有干扰。

由于procrank会列出整个系统进程的内存信息,而更多时候我们往往只关心特定进程的内存信息。可以用下面的shell语句过滤出我们关心的内容。

while true;do adb shell procrank|grep ; sleep 6;done

上述命令会每隔6s打印出关心的进程内存信息。

procmem
procrank命令从宏观上给出了进程的内存总体情况,但如果需要详细分析某个进程的内存分配细节,这个时候就需要procmem出场了。
procmem使用说明:

# procmem
Usage: procmem [ -w | -W ] [ -p | -m ] [ -h ] pid
    -w  Displays statistics for the working set only.
    -W  Resets the working set of the process.
    -p  Sort by PSS.
    -m  Sort by mapping order (as read from /proc).
    -h  Hide maps with no RSS.

比如我们查看settings应用的内存分布:

# procmem -m 26426 (26426为settings的pid)
    Vss      Rss      Pss      Uss     ShCl     ShDi     PrCl     PrDi  Name
-------  -------  -------  -------  -------  -------  -------  -------  
  2084K       0K       0K       0K       0K       0K       0K       0K  /dev/ashmem/dalvik-main space (deleted)
194524K       0K       0K       0K       0K       0K       0K       0K  /dev/ashmem/dalvik-main space (deleted)
 12560K   10492K   10492K   10492K       0K       0K   10488K       4K  /dev/ashmem/dalvik-main space 1 (deleted)
  1780K       0K       0K       0K       0K       0K       0K       0K  /dev/ashmem/dalvik-main space 1 (deleted)
182268K       0K       0K       0K       0K       0K       0K       0K  /dev/ashmem/dalvik-main space 1 (deleted)
  7436K    7436K    4277K    4172K    3264K       0K    4172K       0K  /data/dalvik-cache/arm/system@[email protected]
 31116K   15260K    1696K     124K   15136K       0K     124K       0K  /data/dalvik-cache/arm/system@[email protected]
     4K       4K       0K       0K       4K       0K       0K       0K  /data/dalvik-cache/arm/system@[email protected]
          0K       0K       0K       0K       0K       0K       0K       0K  [vectors]
-------  -------  -------  -------  -------  -------  -------  -------  
1130688K  148940K  108346K  104332K   44512K      96K   62100K   42452K  TOTAL

中间大量的输出结果省略。

从procmem输出的结果可以看到它给出了内存是如何分配的细节,但面对这茫茫多的输出数据,我们该如何从中寻找问题点呢?

内存异常问题往往伴随着内存泄露,而内存泄露的本质就是申请的内存区域得不到正常释放,表现在procmem的输出结果就是多条同名的记录出现。因此如果发现procmem输出的结果里某条记录出现次数过多,比如五六百次,那么我们应当小心对待了。

dumpsys meminfo

dumpsys meminfo 也是分析内存的一把利器,如果不跟进程名或者进程号,则输出系统整体的内存情况,跟进程名则输出该进程的内存分配情况。

# adb shell dumpsys meminfo 26426
Applications Memory Usage (in Kilobytes):
Uptime: 206814437 Realtime: 374715375

** MEMINFO in pid 26426 [com.android.settings] **
                   Pss  Private  Private     Swap     Heap     Heap     Heap
                 Total    Dirty    Clean    Dirty     Size    Alloc     Free
                ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------
  Native Heap    32062    32016        0        0    67584    27961    39622
  Dalvik Heap     9623     9504        0        0    21384     9096    12288
 Dalvik Other     4857     4824        0        0                           
        Stack      404      404        0        0                           
       Ashmem        2        0        0        0                           
      Gfx dev    40220    40220        0        0                           
    Other dev        6        0        4        0                           
     .so mmap     1258      184       16        0                           
    .jar mmap        8        8        0        0                           
    .apk mmap      865        0      392        0                           
    .ttf mmap       63        0        8        0                           
    .dex mmap     6464        8     6456        0                           
    .oat mmap     1694        0      124        0                           
    .art mmap     4280     4172        0        0                           
   Other mmap      563        4      156        0                           
   EGL mtrack    13056    13056        0        0                           
      Unknown      601      600        0        0                           
        TOTAL   116026   105000     7156        0    88968    37057    51910

 App Summary
                       Pss(KB)
                        ------
           Java Heap:    13676
         Native Heap:    32016
                Code:     7196
               Stack:      404
            Graphics:    53276
       Private Other:     5588
              System:     3870

               TOTAL:   116026      TOTAL SWAP (KB):        0

 Objects
               Views:      985         ViewRootImpl:        3
         AppContexts:       11           Activities:        7
              Assets:        5        AssetManagers:        4
       Local Binders:       83        Proxy Binders:       40
       Parcel memory:      389         Parcel count:       26
    Death Recipients:        0      OpenSSL Sockets:        0
            WebViews:        0

 SQL
         MEMORY_USED:      339
  PAGECACHE_OVERFLOW:      178          MALLOC_SIZE:      117

 DATABASES
      pgsz     dbsz   Lookaside(b)          cache  Dbname
         4      228             95      469/191/4  /data/user_de/0/com.android.settings/databases/search_index.db

横轴的几个重要参数:

  • Pss Total:按比例分配占用内存 (PSS) 总量,与procrank里的Pss含义一样。
  • Private Dirty: 进程私有的内存分配量,当进程退出,将有 Private Dirty大小的内存被系统回收。Private Dirty是已被修改而必须保持在 RAM 中的 RAM 页,相对应的Private Clean指RAM已从某个持久性文件(例如正在执行的代码)映射的 RAM 页,如果一段时间不用,可以移出分页。
  • Heap Size:进程当前可访问到的堆内存大小,包含了共享的其他进程内存。
  • Heap Alloc:进程当前已经占有的堆内存大小。

纵轴的几个重要参数:

  • Unknown:系统无法将其分类到其他更具体的一个项中的内存,当Unknown指持续增大,且不会明显回落,很可能是native的内存泄漏了。
  • AppContexts & Activities:进程中当前活动的应用 Context 和 Activity 对象数量,它们不断增长则表示有内存泄漏。

proc节点下隐藏的内存信息

/proc/[pid]节点下的内容包含了该进程更为详细的信息。不过查看它需要root权限。事实上不光内存信息,有关该进程的各种信息基本都能在该节点下找到。

# cd /proc/26426
# ls
attr   clear_refs coredump_filter exe    limits       maps      mounts     ns        oom_score_adj reclaim   sessionid stat   syscall 
auxv   cmdline    cwd             fd     loginuid     mem       mountstats oom_adj   pagemap       root      smaps     statm  task    
cgroup comm       environ         fdinfo make-it-fail mountinfo net        oom_score personality   schedstat stack     status wchan

以上展现了进程26426的相关信息,它们都被记录在对应的文件节点上。分析内存问题主要看maps节点,它会记录26426进程的详细内存映射关系

# cat maps |head 
12c00000-12e09000 ---p 00000000 00:04 12528      /dev/ashmem/dalvik-main space (deleted)
12e09000-1ec00000 ---p 00209000 00:04 12528      /dev/ashmem/dalvik-main space (deleted)
32c00000-33844000 rw-p 00000000 00:04 12529      /dev/ashmem/dalvik-main space 1 (deleted)
33844000-33a01000 ---p 00c44000 00:04 12529      /dev/ashmem/dalvik-main space 1 (deleted)
33a01000-3ec00000 rw-p 00e01000 00:04 12529      /dev/ashmem/dalvik-main space 1 (deleted)
70e4b000-7158e000 rw-p 00000000 103:0c 497764    /data/dalvik-cache/arm/system@framework@boot.art
7158e000-733f1000 r--p 00000000 103:0c 497763    /data/dalvik-cache/arm/system@framework@boot.oat
733f1000-733f2000 r-xp 01e63000 103:0c 497763    /data/dalvik-cache/arm/system@framework@boot.oat
733f2000-733f3000 r--p 01e64000 103:0c 497763    /data/dalvik-cache/arm/system@framework@boot.oat
733f3000-733f4000 rw-p 01e65000 103:0c 497763    /data/dalvik-cache/arm/system@framework@boot.oat

procmem获取到的信息就跟maps节点记录的一样,maps更加详细的标示出了内存分配的起至位置。

参考链接

http://stevevallay.github.io/blog/2014/11/17/memory-leak/
https://androidzhibinw.github.io/android/app/startup/activity/%E5%BA%94%E7%94%A8%E7%A8%8B%E5%BA%8F/%E5%90%AF%E5%8A%A8/%E5%88%86%E6%9E%90/2015/09/21/android-app-startup-process/
http://shooting.logdown.com/posts/318965-android-memory-allocation
https://developer.android.com/studio/profile/investigate-ram.html?hl=zh-cn

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