Android 内存分析
一、概述
1.1 内存指标概念
| Item | 全称 | 含义 | 等价 |
|---|---|---|---|
| USS | Unique Set Size | 物理内存 | 进程独占的内存 |
| PSS | Proportional Set Size | 物理内存 | PSS= USS+ 按比例包含共享库 |
| RSS | Resident Set Size | 物理内存 | RSS= USS+ 包含共享库 |
| VSS | Virtual Set Size | 虚拟内存 | VSS= RSS+ 未分配实际物理内存 |
故内存的大小关系：VSS >= RSS >= PSS >= USS
1.2 内存分析命令
常用的内存调优分析命令：
-
dumpsys meminfo
-
procrank
-
cat /proc/meminfo
-
free
-
showmap
-
vmstat
二 命令说明
1. dumpsys meminfo
dumpsys meminfo命令的输出结果分以下4部分
| 序列 | 划分类型 | 排序 | 解释 |
|---|---|---|---|
| 1 | process | PSS | 以进程的PSS从大到小依次排序显示，每行显示一个进程； |
| 2 | OOM adj | PSS | Native/System/Persistent/Foreground/Visible/Perceptible/A Services/Home/B Services/Cached，分别显示每类的进程情况 |
| 3 | category | PSS | 以Dalvik/Native/.art mmap/.dex map等划分的各类进程的总PSS情况 |
| 4 | total | – | 总内存、剩余内存、可用内存、其他内存 |
命令内容：
Total PSS by process: //以process来划分
167128 kB: com.android.systemui (pid 4395)
124527 kB: system (pid 1192)
44213 kB: com.android.settings (pid 29256 / activities)
41822 kB: surfaceflinger (pid 391)
...
Total PSS by OOM adjustment: //以oom来划分，会详细列举所有的类别的进程，此处省略.
183683 kB: Native
42024 kB: surfaceflinger (pid 388)
16740 kB: mediaserver (pid 471)
16040 kB: zygote (pid 494)
...
124527 kB: System
344259 kB: Persistent
69719 kB: Foreground
49026 kB: Visible
34005 kB: Perceptible
7880 kB: A Services
58689 kB: Home
98352 kB: B Services
94888 kB: Cached
Total PSS by category: // 以category划分
309449 kB: Dalvik
230330 kB: Native
145344 kB: EGL mtrack
117797 kB: .so mmap
54389 kB: .art mmap
44886 kB: .dex mmap
32428 kB: Dalvik Other
31083 kB: .oat mmap
29456 kB: Stack
21782 kB: Gfx dev
21733 kB: Unknown
12695 kB: .apk mmap
9367 kB: Other mmap
2169 kB: .ttf mmap
2062 kB: Other dev
38 kB: .jar mmap
12 kB: Ashmem
8 kB: Cursor
0 kB: GL mtrack
0 kB: Other mtrack
//整体情况
Total RAM: 2857032 kB (status moderate)
Free RAM: 1439488 kB (94888 cached pss + 344620 cached kernel + 999980 free)
Used RAM: 1280552 kB (970140 used pss + 310412 kernel)
Lost RAM: 136992 kB
ZRAM: 4 kB physical used for 0 kB in swap (524284 kB total swap)
Tuning: 256 (large 512), oom 525000 kB, restore limit 175000 kB (high-end-gfx)
另外，可只输出某个pid或package的进程信息：
dumpsys meminfo // 输出指定pid的某一进程
dumpsys meminfo --package // 输出指定包名的进程，可能包含多个进程
例如 要查看 com.android.systemui 的内存使用情况
adb shell dumpsys meminfo com.android.systemui
** MEMINFO in pid 1179 [com.android.systemui] **
Pss Private Private Swapped Heap Heap Heap
Total Dirty Clean Dirty Size Alloc Free
------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
Native Heap 7207 7184 0 260 8192 8043 92
Dalvik Heap 69196 69144 0 1028 72248 69354 2894
Dalvik Other 2587 2504 0 1012
Stack 156 156 0 16
Ashmem 2 0 0 0
Other dev 5 0 4 0
.so mmap 920 204 20 2688
.apk mmap 1516 0 4 0
.ttf mmap 4 0 0 0
.dex mmap 1272 68 652 136
Other mmap 37 4 28 0
Unknown 108 108 0 8
TOTAL 83010 79372 708 5148 80440 77397 2986
Objects
Views: 414 ViewRootImpl: 1
AppContexts: 9 Activities: 0
Assets: 6 AssetManagers: 6
Local Binders: 76 Proxy Binders: 48
Death Recipients: 3
OpenSSL Sockets: 0
SQL
MEMORY_USED: 0
PAGECACHE_OVERFLOW: 0 MALLOC_SIZE: 0
可以查看Native Heap 和 Davilik Heap 使用情况
查看GC log
先查看systemui 进程id
adb shell ps | grep systemui
u0_a64 910 195 939612 75312 ffffffff 400aa560 S com.android.systemui
查看 log
adb logcat -v time | grep "910): GC_"
01-01 01:20:22.040 D/dalvikvm( 910): GC_EXPLICIT freed 865K (12243), 51% free 29409K/59320K, paused 6ms+7ms, total 56ms
01-01 01:20:26.497 D/dalvikvm( 910): GC_FOR_ALLOC freed 316K (4580), 44% free 33467K/59320K, paused 49ms, total 49ms
adb logcat -v time -s dalvikvm-heap
01-01 01:21:26.511 I/dalvikvm-heap( 910): Grow heap (frag case) to 64.409MB for 16588816-byte allocatio
1、GC_FOR_ALLOC：发生在堆被占满不能进行内存分配时，在分配新对象之前必须进行内存回收。
2、GC_CONCURRENT：发生在（可能是部分的）垃圾可供回收时，通常有很多对象可以回收。
3、GC_EXPLICIT：显式调用System.gc()产生的垃圾收集。
2. procrank
功能： 获取所有进程的内存使用的排行榜，排行是以Pss的大小而排序。procrank命令比dumpsys meminfo命令，能输出更详细的VSS/RSS/PSS/USS内存指标。
最后一行输出下面6个指标：
| total | free | buffers | cached | shmem | slab |
执行结果：
root@Phone:/#procrank
PID Vss Rss Pss Uss cmdline
4395 2270020K 202312K 136099K 121964K com.android.systemui
1192 2280404K 147048K 89883K 84144K system_server
29256 2145676K 97880K 44328K 40676K com.android.settings
501 1458332K 61876K 23609K 9736K zygote
4239 2105784K 68056K 21665K 19592K com.android.phone
479 164392K 24068K 17970K 15364K /system/bin/mediaserver
391 200892K 27272K 15930K 11664K /system/bin/surfaceflinger
...
RAM:2857032Ktotal,998088Kfree,78060Kbuffers,459780Kcached,312Kshmem,92392Kslab
一般观察Uss来反映一个Process的内存使用情况,Uss 的大小代表了只属于本进程正在使
用的内存大小,这些内存在此Process被杀掉之后,会被完整的回收掉,
Vss和Rss对查看某一Process自身内存状况没有什么价值,因为他们包含了共享库的内存使
用,而往往共享库的资源占用比重是很大的,这样就稀释了对Process自身创建内存波动。
而Pss是按照比例将共享内存分割,某一Process对共享内存的占用情况。
procrank 的代码在 /system/extras/procrank,,在模拟器或者设备上的运行文件位/system/xbin
在adb shell之后,我们运行procrank
adb shell procrank
我们还可以使用脚本配合procrank跟踪内存变化
使用procrank来跟踪某进程的使用哪个情况我们常常借助与脚本。这样就可以查看某一段时间
的内存变化。
如创建一个文件:trackmem.sh chmod 775 trackmem.sh
内容如下:
#!/bin/bash
while true; do
adb shell procrank | grep "com.baidu.BaiduReader"
sleep 1
done运行该脚本:
./trackmem.sh
这个脚本的用途是每1秒钟让系统输出一次BaiduReader的内存使用状况
3. cat /proc/meminfo
功能：能否查看更加详细的内存信息
指令： cat /proc/meminfo
输出结果如下(结果内存值不带小数点，此处添加小数点的目的是为了便于比对大小)：
root@phone:/ # cat /proc/meminfo
MemTotal: 2857.032 kB //RAM可用的总大小 (即物理总内存减去系统预留和内核二进制代码大小)
MemFree: 1020.708 kB //RAM未使用的大小
Buffers: 75.104 kB //用于文件缓冲
Cached: 448.244 kB //用于高速缓存
SwapCached: 0 kB //用于swap缓存
Active: 832.900 kB //活跃使用状态，记录最近使用过的内存，通常不回收用于其它目的
Inactive: 391.128 kB //非活跃使用状态，记录最近并没有使用过的内存，能够被回收用于其他目的
Active(anon): 700.744 kB //Active = Active(anon) + Active(file)
Inactive(anon): 228 kB //Inactive = Inactive(anon) + Inactive(file)
Active(file): 132.156 kB
Inactive(file): 390.900 kB
Unevictable: 0 kB
Mlocked: 0 kB
SwapTotal: 524.284 kB //swap总大小
SwapFree: 524.284 kB //swap可用大小
Dirty: 0 kB //等待往磁盘回写的大小
Writeback: 0 kB //正在往磁盘回写的大小
AnonPages: 700.700 kB
Mapped: 187.096 kB //通过mmap()分配的内存，用于map设备、文件或者库
Shmem: .312 kB
Slab: 91.276 kB //kernel数据结构的缓存大小，Slab=SReclaimable+SUnreclaim
SReclaimable: 32.484 kB //可回收的slab的大小
SUnreclaim: 58.792 kB //不可回收slab的大小
KernelStack: 25.024 kB
PageTables: 23.752 kB //以最低的页表级
NFS_Unstable: 0 kB //不稳定页表的大小
Bounce: 0 kB
WritebackTmp: 0 kB
CommitLimit: 1952.800 kB
Committed_AS: 82204.348 kB //评估完成的工作量，代表最糟糕case下的值，该值也包含swap内存
VmallocTotal: 251658.176 kB //总分配的虚拟地址空间
VmallocUsed: 166.648 kB //已使用的虚拟地址空间
VmallocChunk: 251398.700 kB //虚拟地址空间可用的最大连续内存块
对于cache和buffer也是系统可以使用的内存。所以系统总的可用内存为 MemFree+Buffers+Cached
4.free
主功能：查看可用内存，缺省单位KB。该命令比较简单、轻量，专注于查看剩余内存情况。数据来源于/proc/meminfo。
输出结果：
root@phone:/proc/sys/vm # free
total used free shared buffers
Mem: 2857032 1836040 1020992 0 75104
-/+ buffers: 1760936 1096096
Swap: 524284 0 524284
-
对于Mem行，存在的公式关系： total = used + free;
-
对于-/+ buffers行： 1760936 = 1836040 – 75104(buffers); 1096096 = 1020992 + 75104(buffers);
5. showmap
主功能：用于查看虚拟地址区域的内存情况
用法： showmap -a [pid]
该命令的输出每一行代表一个虚拟地址区域(vm area)
root@phone:/ # showmap -a 10901
start end virtual shared shared private private
addr addr size RSS PSS clean dirty clean dirty object
-------- -------- -------- -------- -------- -------- -------- -------- -------- ------------------------------
f3b87000 f3d85000 2040 4 4 0 0 4 0 /dev/binder
-
start addr和end addr:分别代表进程空间的起止虚拟地址；
-
virtual size/ RSS /PSS这些前面介绍过；
-
shared clean：代表多个进程的虚拟地址可指向这块物理空间，即有多少个进程共享这个库；
-
shared: 共享数据
-
private: 该进程私有数据
-
clean: 干净数据，是指该内存数据与disk数据一致，当内存紧张时，可直接释放内存，不需要回写到disk
-
dirty: 脏数据，与disk数据不一致，需要先回写到disk，才能被释放。
功能与cat /proc/[pid]/maps基本一致。
6. vmstat
主功能：不仅可以查看内存情况，还可以查看进程运行队列、系统切换、CPU时间占比等情况，另外该指令还是周期性地动态输出。
用法：
Usage: vmstat [ -n iterations ] [ -d delay ] [ -r header_repeat ]
-n iterations 数据循环输出的次数
-d delay 两次数据间的延迟时长(单位：S)
-r header_repeat 循环多少次，再输出一次头信息行
输入结果：
root@phone:/ # vmstat
procs memory system cpu
r b free mapped anon slab in cs flt us ni sy id wa ir
2 0 663436 232836 915192 113960 196 274 0 8 0 2 99 0 0
0 0 663444 232836 915108 113960 180 260 0 7 0 3 99 0 0
0 0 663476 232836 915216 113960 154 224 0 2 0 5 99 0 0
1 0 663132 232836 915304 113960 179 259 0 11 0 3 99 0 0
2 0 663124 232836 915096 113960 110 175 0 4 0 3 99 0 0
参数列总共15个参数，分为4大类：
-
procs(进程)
-
r: Running队列中进程数量
-
b: IO wait的进程数量
-
-
memory(内存)
-
free: 可用内存大小
-
mapped：mmap映射的内存大小
-
anon: 匿名内存大小
-
slab: slab的内存大小
-
-
system(系统)
-
in: 每秒的中断次数(包括时钟中断)
-
cs: 每秒上下文切换的次数
-
-
cpu(处理器)
-
us: user time
-
ni: nice time
-
sy: system time
-
id: idle time
-
wa: iowait time
-
ir: interrupt time
-
7. getprop
主要功能：查看当前手机HEAP size 设定
adb shell getprop | grep heap
[dalvik.vm.heapgrowthlimit]: [192m]
[dalvik.vm.heapsize]: [512m]
8. CashHandler
利用CashHandler 自动dump hprof 文件，为了便于在OOM发生的时候 能够Dump Hprof 文件。 提供分析。可以设置全局的CashHandler 并判断是否OOM ，如果是OOM 则利用
Debug类dump hprof 文件：
dumpHprofData(String fileName)
private static final String OOM = "java.lang.OutOfMemoryError";
if (isOOM(arg1)) {
SimpleDateFormat sDateFormat =
new SimpleDateFormat("MM_dd_hh_mm_ss");
String date = sDateFormat.format(new Date());
File dumpfile = new File(logdir + File.separator + "oom" + date
+ ".hprof");
Debug.dumpHprofData(dumpfile.getAbsolutePath());
}public static boolean isOOM(Throwable throwable){
if(OOM.equalsIgnoreCase(throwable.getClass().getName())){
return true;
}else{
Throwable cause = throwable.getCause();
if(cause != null){
return isOOM(cause);
}
return false;
}
}小结
-
dumpsys meminfo适用场景： 查看进程的oom adj，或者dalvik/native等区域内存情况，或者某个进程或apk的内存情况，功能非常强大；
-
procrank适用场景： 查看进程的VSS/RSS/PSS/USS各个内存指标；
-
cat /proc/meminfo适用场景： 查看系统的详尽内存信息，包含内核情况；
-
free适用场景： 只查看系统的可用内存；
-
showmap适用场景： 查看进程的虚拟地址空间的内存分配情况；
-
vmstat适用场景： 周期性地打印出进程运行队列、系统切换、CPU时间占比等情况；
-
getprop：查看当前手机HEAP size 设定