Android性能优化 -- 内存优化

1.Android的内存管理

Android的内存管理 = 内存分配 + 内存回收（释放）

1）内存分配

对象/变量的内存分配由程序自动负责，共有三种

• 静态分配：存在于方法区，线程共享，存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量，在编译时就已经分配好并且存在于程序整个运行期间。
• 栈式分配：存在于栈区，线程独享，存储方法执行时的局部变量（含数据类型以及对象的引用），方法执行时，定义的局部变量，则由程序自动在栈中分配内存，方法执行结束或者超出变量区域时，则由栈自动释放该部分的内存，效率高（栈内存的分配运算内置于处理器的指令集中），但分配的内存容量有限
• 堆式分配：存在于堆区，线程共享，存储java对象的实例和实例内的成员变量，即采用new关键字new出来的对象，实例的成员变量 = 基本数据类型、引用对象的实体，创建对象实例时，由程序分配（由Java垃圾回收管理器自动管理，不使用时则回收）

2）内存回收

内存回收主要由GC负责，常见的回收算法

• 标记 - 清除算法：标记阶段，标记出所有需要回收的对象；清除阶段，统一清除（回收）所有被标记的对象。优点是实现简单，缺点是效率问题和空间问题，标记和清除这两个过程效率不高，而且在标记 - 清除后，会产生大量不连续的内存碎片。一般应用在对象存活率较低和垃圾回收行为频率低（如老年代）
• 复制算法：将内存分为大小相等的两块，每次使用其中的一块，当使用的这块内存用完，就将这块内存上还存活的对象复制到另一块还没有用过的内存上，然后将使用的那块内存一次清理掉。复制算法的优点是解决了标记 - 清除算法中的效率低的问题，每次仅回收一半的区域，解决了标记 - 清除算法中产生不连续的空间碎片的问题；将已经使用内存上的存活对象移动到栈顶的指针，按顺序分配内存即可。缺点是每次使用的内存缩小为原来的一半，当对象存活率较高的时候，需要做很多的复制操作，即效率会变低。多应用在对象存活率较低，需要进行频繁垃圾回收的区域，如新年代。
• 标记 - 整理算法：标记阶段，标记出所有需要回收的对象；整理阶段，让所有存活的对象都都向一段移动；清除阶段，统一清除这端以外的对象。优点是解决了标记 - 清除算法中清除效率低的问题，一次清除；解决了标记 - 清除算法中，空间产生不连续的碎片问题，将已使用内存上存活对象移动到了栈顶的指针，按顺序分配内存即可。缺点：步骤繁多，标记、整理、清除。应用场景：对象存活率较低并且垃圾回收行为频率较低，如老年代。
• 分代收集算法：根据对象存活周期不同，将Java堆分为新生代和老年代。新生代：对象存活率较低、垃圾回收行为频率高；老年代：对象存活率较低，垃圾回收行为频率低。根据每块区域的特点选择对应的垃圾算法，新生代：复制算法；老年代：标记 - 清除算法、标记 - 整理算法。优点：效率高、空间利用率高，根据不同的区域特点选择不同的垃圾收集算法，一般虚拟机都采用的这种算法。

 

2.常见的内存问题和优化方案

1）内存泄漏

关于内存泄漏可以查看这篇文章Android内存泄漏

 

2）内存抖动

内存大小不断浮动的现象，原因是程序频繁的分配内存同时垃圾回收器频繁的回收内存，即大量的临时小对象频繁的创建。垃圾回收器频繁的回收内存会导致卡顿，甚至内存溢出（OOM），因为大量、临时的小对象频繁创建会导致内存碎片，使得当需要分配内存时，虽然总体上还是有剩余的内存可分配，但由于这些内存不连续，导致无法整块分配，系统则视为内存不够，从而OOM

优化方法：尽量避免频繁创建大量临时的小对象

 

3）代码质量

因为代码本身的质量（如数据结构、数据类型等）以及数量（代码的大小）可能会导致大量的内存问题，如内存占用过大，内存占用率低等问题

数据结构：使用性能高的数据结构，在Android平台端，使用Android优化后的数据结构，如SpraseArray、SpraseBooleamArray等，使用SpraseArray代替key为int的Hashmap，可省30%的内存；使用ArrayMap，可省10%的内存。传统的Hashmap在内存上的实现十分低效的原因是需为map中每项在内存中建立映射关系；而SpraseArray高效的原因是避免在系统中自动装箱key

数据类型：使用占用内存小的数据类型，尽量避免使用枚举类型，因为枚举变量占的内存大，比直接使用int类型多使用2倍内存。

数据对象引用：根据不同的场景，选择不同的引用类型（强、弱、软、虚）

 

3.常用工具

MAT（Memory Analysis Tools）、Heap Viewer、Android Studio自带的Memory Monitor等