Android--内存优化

1 作用定义

优化处理 应用程序的内存使用、空间占用。
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)。Android--内存优化_第1张图片



2 Android 内存管理机制

Android--内存优化_第2张图片

2.1 针对进程的内存策略

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

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--内存优化_第3张图片
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


2.2 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

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
Android--内存优化_第4张图片

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)



3 辅助内存优化的分析工具

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


3.1 MAT(Memory Analysis Tools)

定义:一个Eclipse的 Java Heap 内存分析工具 ->>下载地址
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 & 可通过视图直观地查看可能造成这种结果的对象


3.2 Heap Viewer

定义:一个的 Java Heap 内存分析工具
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总 & 各种类型数据的占比情况


3.3 Allocation Tracker

简介:一个内存追踪分析工具
作用:追踪内存分配信息,按顺序排列
具体使用:Allocation Tracker使用攻略


3.4 Memory Monitor

简介:一个 Android Studio 自带 的图形化检测内存工具
作用:跟踪系统 / 应用的内存使用情况。核心功能如下
具体使用:Android Studio 的 Memory Monitor使用攻略


3.5 LeakCanary

简介:一个square出品的Android开源库 ->>下载地址
作用:检测内存泄露
具体使用:https://www.liaohuqiu.net/cn/posts/leak-canary/



4 常见的内存问题

常见的内存问题如下

  1. 内存泄露
  2. 图片Bitmap相关
  3. 内存抖动
  4. 代码质量 & 数量
  5. 日常不正确使用


4.1 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

对应用程序的影响
容易使得应用程序发生内存溢出,即 OOM
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发生内存泄露的本质原因
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常见内存泄露原因&优化方案

  1. 集合类
  2. Static关键字修饰的成员变量 (单例模式)
  3. 非静态内部类 / 匿名类
  4. 资源对象使用后未关闭
  5. 其他使用

4.1.1 集合类

内存泄露原因
集合类 添加元素后,仍引用着 集合元素对象,导致该集合元素对象不可被回收,从而 导致内存泄漏

实例演示

// 通过 循环申请Object 对象 & 将申请的对象逐个放入到集合List
List<Object> objectList = new ArrayList<>();        
       for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Object o = new Object();
            objectList.add(o);
            o = null;
        }
// 虽释放了集合元素引用的本身:o=null)
// 但集合List 仍然引用该对象,故垃圾回收器GC 依然不可回收该对象

解决方案
集合类 添加集合元素对象 后,在使用后必须从集合中删除

//由于1个集合中有许多元素,故最简单的方法 = 清空集合对象 & 设置为null
// 释放objectList
objectList.clear();
objectList=null;


4.1.2 Static 关键字修饰的成员变量

被 Static 关键字修饰的成员变量的生命周期 = 应用程序的生命周期

泄露原因
若使被 Static 关键字修饰的成员变量 引用耗费资源过多的实例(如Context),则容易出现该成员变量的生命周期 > 引用实例生命周期的情况,当引用实例需结束生命周期销毁时,会因静态变量的持有而无法被回收,从而出现内存泄露

实例讲解

public class ClassName {
 // 定义1个静态变量
 private static Context mContext;
 //...
// 引用的是Activity的context
 mContext = context; 
// 当Activity需销毁时,由于mContext = 静态 & 生命周期 = 应用程序的生命周期,故 Activity无法被回收,从而出现内存泄露
}

解决方案
1.尽量避免 Static 成员变量引用资源耗费过多的实例(如 Context)
若需引用 Context,则尽量使用Applicaiton的Context
2.使用 弱引用(WeakReference) 代替 强引用 持有实例


注:静态成员变量有个非常典型的例子 = 单例模式

单例模式 由于其静态特性,其生命周期的长度 = 应用程序的生命周期

泄露原因
若1个对象已不需再使用 而单例对象还持有该对象的引用,那么该对象将不能被正常回收 从而 导致内存泄漏

实例演示

// 创建单例时,需传入一个Context
// 若传入的是Activity的Context,此时单例 则持有该Activity的引用
// 由于单例一直持有该Activity的引用(直到整个应用生命周期结束),即使该Activity退出,该Activity的内存也不会被回收
// 特别是一些庞大的Activity,此处非常容易导致OOM
public class SingleInstanceClass {    
    private static SingleInstanceClass instance;    
    private Context mContext;    
    private SingleInstanceClass(Context context) {        
        this.mContext = context; // 传递的是Activity的context
    }  
    public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {        
        if (instance == null) {
            instance = new SingleInstanceClass(context);
        }        
        return instance;
    }
}

解决方案
单例模式引用的对象的生命周期 = 应用的生命周期
如上述实例,应传递Application的Context,因Application的生命周期 = 整个应用的生命周期

public class SingleInstanceClass {    
    private static SingleInstanceClass instance;    
    private Context mContext;    
    private SingleInstanceClass(Context context) {        
        this.mContext = context.getApplicationContext(); // 传递的是Application 的context
    }    
    public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {        
        if (instance == null) {
            instance = new SingleInstanceClass(context);
        }        
        return instance;
    }
}


4.1.3 非静态内部类 / 匿名类

非静态内部类 / 匿名类 默认持有 外部类的引用;而静态内部类则不会
常见情况3种:非静态内部类的实例=静态、多线程、消息传递机制(Handler)

1. 非静态内部类的实例 = 静态
泄露原因
若 非静态内部类所创建的实例 = 静态(其生命周期 = 应用的生命周期),会因非静态内部类默认持有外部类的引用而导致外部类无法释放,最终 造成内存泄露

解决方案
1.将非静态内部类设置为:静态内部类(静态内部类默认不持有外部类的引用)
2.该内部类抽取出来封装成一个单例
3.尽量 避免 非静态内部类所创建的实例 = 静态

2 多线程:AsyncTask、实现Runnable接口、继承Thread类
多线程的使用方法=非静态内部类/匿名类;即线程类属于非静态内部类/匿名类

泄露原因
当 工作线程正在处理任务 & 外部类需销毁时, 由于 工作线程实例 持有外部类引用,将使得外部类无法被垃圾回收器(GC)回收,从而造成 内存泄露

解决方案
从上面可看出,造成内存泄露的原因有2个关键条件:
1.存在 ”工作线程实例 持有外部类引用“ 的引用关系
2.工作线程实例的生命周期 > 外部类的生命周期,即工作线程仍在运行 而 外部类需销毁

3 消息传递机制:Handler
(https://www.jianshu.com/p/ed9e15eff47a)


4.1.4 资源对象使用后未关闭

泄露原因
对于资源的使用(如 广播BraodcastReceiver、文件流File、数据库游标Cursor、图片资源Bitmap等),若在Activity销毁时无及时关闭 / 注销这些资源,则这些资源将不会被回收,从而造成内存泄漏

解决方案
在Activity销毁时 及时关闭 / 注销资源

// 对于广播BraodcastReceiver:注销注册
unregisterReceiver()
// 对于文件流File:关闭流
InputStream / OutputStream.close()
// 对于数据库游标cursor:使用后关闭游标
cursor.close()
// 对于图片资源Bitmap:Android分配给图片的内存只有8M,若1个Bitmap对象占内存较多,当它不再被使用时,应调用recycle()回收此对象的像素所占用的内存;最后再赋为null 
Bitmap.recycle();
Bitmap = null;
// 对于动画(属性动画)
// 将动画设置成无限循环播放repeatCount = “infinite”后
// 在Activity退出时记得停止动画


4.1.5 其他使用

除了上述4种常见情况,还有一些日常的使用会导致内存泄露
主要包括:Context、WebView、Adapter,具体介绍如下
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4.1.6 总结

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4.2 图片资源Bitmap相关

为什么优化图片Bitmap资源
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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
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具体优化方案
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4.3 内存抖动

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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
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4.5 常见使用

优化方案Android--内存优化_第14张图片

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