今天腾讯实习生的面试,当时面试官问我Android内存优化怎么做?擦,我就做过一些Android APP,哪里知道内存优化呢?
回来查资料吧。。。
Android 内存优化的几点知识
不少人认为JAVA程序,因为有垃圾回收机制,应该没有内存泄露。其实如果我们一个程序中,已经不再使用某个对象,但是因为仍然有引用指向它,垃圾回收器就无法回收它,当然该对象占用的内存就无法被使用,这就造成了内存泄露。如果我们的java运行很久,而这种内存泄露不断的发生,最后就没内存可用了。当然java的,内存泄漏和C/C++是不一样的。如果java程序完全结束后,它所有的对象就都不可达了,系统就可以对他们进行垃圾回收,它的内存泄露仅仅限于它本身,而不会影响整个系统的。C/C++的内存泄露就比较糟糕了,它的内存泄露是系统级,即使该C/C++程序退出,它的泄露的内存也无法被系统回收,永远不可用了,除非重启机器。
Android的一个应用程序的内存泄露对别的应用程序影响不大。为了能够使得Android应用程序安全且快速的运行,Android的每个应用程序都会使用一个专有的Dalvik虚拟机实例来运行,它是由Zygote服务进程孵化出来的,也就是说每个应用程序都是在属于自己的进程中运行的。Android为不同类型的进程分配了不同的内存使用上限,如果程序在运行过程中出现了内存泄漏的而造成应用进程使用的内存超过了这个上限,则会被系统视为内存泄漏,从而被kill掉,这使得仅仅自己的进程被kill掉,而不会影响其他进程(如果是system_process等系统进程出问题的话,则会引起系统重启)。
一、引用没释放造成的内存泄露
1.1注册没取消造成的内存泄露
这种Android的内存泄露比纯java的内存泄露还要严重,因为其他一些Android程序可能引用我们的Anroid程序的对象(比如注册机制)。即使我们的Android程序已经结束了,但是别的引用程序仍然还有对我们的Android程序的某个对象的引用,泄露的内存依然不能被垃圾回收。
比如示例1:
假设我们希望在锁屏界面(LockScreen)中,监听系统中的电话服务以获取一些信息(如信号强度等),则可以在LockScreen中定义一个PhoneStateListener的对象,同时将它注册到TelephonyManager服务中。对于LockScreen对象,当需要显示锁屏界面的时候就会创建一个LockScreen对象,而当锁屏界面消失的时候LockScreen对象就会被释放掉。
但是如果在释放LockScreen对象的时候忘记取消我们之前注册的PhoneStateListener对象,则会导致LockScreen无法被垃圾回收。如果不断的使锁屏界面显示和消失,则最终会由于大量的LockScreen对象没有办法被回收而引起OutOfMemory,使得system_process进程挂掉。
虽然有些系统程序,它本身好像是可以自动取消注册的(当然不及时),但是我们还是应该在我们的程序中明确的取消注册,程序结束时应该把所有的注册都取消掉。
1.2集合中对象没清理造成的内存泄露
我们通常把一些对象的引用加入到了集合中,当我们不需要该对象时,并没有把它的引用从集合中清理掉,这样这个集合就会越来越大。如果这个集合是static的话,那情况就更严重了。
二、资源对象没关闭造成的内存泄露
资源性对象比如(Cursor,File文件等)往往都用了一些缓冲,我们在不使用的时候,应该及时关闭它们,以便它们的缓冲及时回收内存。它们的缓冲不仅存在于java虚拟机内,还存在于java虚拟机外。如果我们仅仅是把它的引用设置为null,而不关闭它们,往往会造成内存泄露。因为有些资源性对象,比如SQLiteCursor(在析构函数finalize(),如果我们没有关闭它,它自己会调close()关闭),如果我们没有关闭它,系统在回收它时也会关闭它,但是这样的效率太低了。因此对于资源性对象在不使用的时候,应该调用它的close()函数,将其关闭掉,然后才置为null.在我们的程序退出时一定要确保我们的资源性对象已经关闭。
程序中经常会进行查询数据库的操作,但是经常会有使用完毕Cursor后没有关闭的情况。如果我们的查询结果集比较小,对内存的消耗不容易被发现,只有在常时间大量操作的情况下才会复现内存问题,这样就会给以后的测试和问题排查带来困难和风险。
三、一些不良代码成内存压力
有些代码并不造成内存泄露,但是它们,或是对没使用的内存没进行有效及时的释放,或是没有有效的利用已有的对象而是频繁的申请新内存,对内存的回收和分配造成很大影响的,容易迫使虚拟机不得不给该应用进程分配更多的内存,造成不必要的内存开支。
3.1,Bitmap没调用recycle()
Bitmap对象在不使用时,我们应该先调用recycle()释放内存,然后才它设置为null.虽然recycle()从源码上看,调用它应该能立即释放Bitmap的主要内存,但是测试结果显示它并没能立即释放内存。但是我它应该还是能大大的加速Bitmap的主要内存的释放。
3.2,构造Adapter时,没有使用缓存的 convertView
以构造ListView的BaseAdapter为例,在BaseAdapter中提共了方法:
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent)来向ListView提供每一个item所需要的view对象。初始时ListView会从BaseAdapter中根据当前的屏幕布局实例化一定数量的view对象,同时ListView会将这些view对象缓存起来。当向上滚动ListView时,原先位于最上面的list item的view对象会被回收,然后被用来构造新出现的最下面的list item。这个构造过程就是由getView()方法完成的,getView()的第二个形参 View convertView就是被缓存起来的list item的view对象(初始化时缓存中没有view对象则convertView是null)。
由此可以看出,如果我们不去使用convertView,而是每次都在getView()中重新实例化一个View对象的话,即浪费时间,也造成内存垃圾,给垃圾回收增加压力,如果垃圾回收来不及的话,虚拟机将不得不给该应用进程分配更多的内存,造成不必要的内存开支。ListView回收list item的view对象的过程可以查看:
view plaincopy to clipboardprint?
android.widget.AbsListView.java --> void addScrapView(View scrap) 方法。
示例代码:
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
View view = new Xxx(...);
... ...
return view;
}
修正示例代码:
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
View view = null;
if (convertView != null) {
view = convertView;
populate(view, getItem(position));
...
} else {
view = new Xxx(...);
...
}
return view;
}
view plaincopyprint?
android.widget.AbsListView.java --> void addScrapView(View scrap) 方法。
示例代码:
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
View view = new Xxx(...);
... ...
return view;
}
修正示例代码:
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
View view = null;
if (convertView != null) {
view = convertView;
populate(view, getItem(position));
...
} else {
view = new Xxx(...);
...
}
return view;
}
Android内存管理
概述
在android的开发中,要时刻主要内存的分配和垃圾回收,因为系统为每一个dalvik虚拟机分配的内存是有限的,在google的G1中,分配的最大堆大小只有16M,后来的机器一般都为24M,实在是少的可怜。这样就需要我们在开发过程中要时刻注意。不要因为自己的代码问题而造成OOM错误。
JAVA的内存管理
大家都知道,android应用层是由java开发的,android的davlik虚拟机与jvm也类似,只不过它是基于寄存器的。因此要了解android的内存管理就必须得了解java的内存分配和垃圾回收机制。
在java中,是通过new关键字来为对象分配内存的,而内存的释放是由垃圾收集器(GC)来回收的,工程师在开发的过程中,不需要显式的去管理内存。但是这样有可能在不知不觉中就会浪费了很多内存,最终导致java虚拟机花费很多时间去进行垃圾回收,更严重的是造成JVM的OOM。因此,java工程师还是有必要了解JAVA的内存分配和垃圾回收机制。
Android内存优化
一、 Android的内存机制
Android的程序由Java语言编写,所以Android的内存管理与Java的内存管理相似。程序员通过new为对象分配内存,所有对象在java堆内分配空间;然而对象的释放是由垃圾回收器来完成的。C/C++中的内存机制是“谁污染,谁治理”,java的就比较人性化了,给我们请了一个专门的清洁工(GC)。
那么GC怎么能够确认某一个对象是不是已经被废弃了呢?Java采用了有向图的原理。Java将引用关系考虑为图的有向边,有向边从引用者指向引用对象。线程对象可以作为有向图的起始顶点,该图就是从起始顶点开始的一棵树,根顶点可以到达的对象都是有效对象,GC不会回收这些对象。如果某个对象 (连通子图)与这个根顶点不可达(注意,该图为有向图),那么我们认为这个(这些)对象不再被引用,可以被GC回收。
二、Android的内存溢出
Android的内存溢出是如何发生的?
Android的虚拟机是基于寄存器的Dalvik,它的最大堆大小一般是16M,有的机器为24M。因此我们所能利用的内存空间是有限的。如果我们的内存占用超过了一定的水平就会出现OutOfMemory的错误。
为什么会出现内存不够用的情况呢?我想原因主要有两个:
· 由于我们程序的失误,长期保持某些资源(如Context)的引用,造成内存泄露,资源造成得不到释放。
· 保存了多个耗用内存过大的对象(如Bitmap),造成内存超出限制。
三、万恶的static
static是Java中的一个关键字,当用它来修饰成员变量时,那么该变量就属于该类,而不是该类的实例。所以用static修饰的变量,它的生命周期是很长的,如果用它来引用一些资源耗费过多的实例(Context的情况最多),这时就要谨慎对待了。
public class ClassName {
private static Context mContext;
//省略
}
以上的代码是很危险的,如果将Activity赋值到么mContext的话。那么即使该Activity已经onDestroy,但是由于仍有对象保存它的引用,因此该Activity依然不会被释放。
我们举Android文档中的一个例子。
private static Drawable sBackground;
@Override
protected void onCreate(Bundle state) {
super.onCreate(state);
TextView label = new TextView(this);
label.setText("Leaks are bad");
if (sBackground == null) {
sBackground = getDrawable(R.drawable.large_bitmap);
}
label.setBackgroundDrawable(sBackground);
setContentView(label);
}
sBackground, 是一个静态的变量,但是我们发现,我们并没有显式的保存Contex的引用,但是,当Drawable与View连接之后,Drawable就将View设置为一个回调,由于View中是包含Context的引用的,所以,实际上我们依然保存了Context的引用。这个引用链如下:
Drawable->TextView->Context
所以,最终该Context也没有得到释放,发生了内存泄露。
如何才能有效的避免这种引用的发生呢?
第一,应该尽量避免static成员变量引用资源耗费过多的实例,比如Context。
第二、Context尽量使用Application Context,因为Application的Context的生命周期比较长,引用它不会出现内存泄露的问题。
第三、使用WeakReference代替强引用。比如可以使用WeakReference mContextRef;
该部分的详细内容也可以参考Android文档中Article部分。
四、都是线程惹的祸
线程也是造成内存泄露的一个重要的源头。线程产生内存泄露的主要原因在于线程生命周期的不可控。我们来考虑下面一段代码。
public class MyActivity extends Activity {
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
new MyThread().start();
}
private class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
super.run();
//do somthing
}
}
}
这段代码很平常也很简单,是我们经常使用的形式。我们思考一个问题:假设MyThread的run函数是一个很费时的操作,当我们开启该线程后,将设备的横屏变为了竖屏,一般情况下当屏幕转换时会重新创建Activity,按照我们的想法,老的Activity应该会被销毁才对,然而事实上并非如此。
由于我们的线程是Activity的内部类,所以MyThread中保存了Activity的一个引用,当MyThread的run函数没有结束时,MyThread是不会被销毁的,因此它所引用的老的Activity也不会被销毁,因此就出现了内存泄露的问题。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-6439.png
有些人喜欢用Android提供的AsyncTask,但事实上AsyncTask的问题更加严重,Thread只有在run函数不结束时才出现这种内存泄露问题,然而AsyncTask内部的实现机制是运用了ThreadPoolExcutor,该类产生的Thread对象的生命周期是不确定的,是应用程序无法控制的,因此如果AsyncTask作为Activity的内部类,就更容易出现内存泄露的问题。
这种线程导致的内存泄露问题应该如何解决呢?
第一、将线程的内部类,改为静态内部类。
第二、在线程内部采用弱引用保存Context引用。
解决的模型如下:
public abstract class WeakAsyncTask extends
AsyncTask {
protected WeakReference mTarget;
public WeakAsyncTask(WeakTarget target) {
mTarget = new WeakReference(target);
}
@Override
protected final void onPreExecute() {
final WeakTarget target = mTarget.get();
if (target != null) {
this.onPreExecute(target);
}
}
@Override
protected final Result doInBackground(Params... params) {
final WeakTarget target = mTarget.get();
if (target != null) {
return this.doInBackground(target, params);
} else {
return null;
}
}
@Override
protected final void onPostExecute(Result result) {
final WeakTarget target = mTarget.get();
if (target != null) {
this.onPostExecute(target, result);
}
}
protected void onPreExecute(WeakTarget target) {
// No default action
}
protected abstract Result doInBackground(WeakTarget target, Params... params);
protected void onPostExecute(WeakTarget target, Result result) {
// No default action
}
}
事实上,线程的问题并不仅仅在于内存泄露,还会带来一些灾难性的问题。由于本文讨论的是内存问题,所以在此不做讨论。
五、超级大胖子Bitmap
可以说出现OutOfMemory问题的绝大多数人,都是因为Bitmap的问题。因为Bitmap占用的内存实在是太多了,它是一个“超级大胖子”,特别是分辨率大的图片,如果要显示多张那问题就更显著了。
如何解决Bitmap带给我们的内存问题?
第一、及时的销毁。
虽然,系统能够确认Bitmap分配的内存最终会被销毁,但是由于它占用的内存过多,所以很可能会超过java堆的限制。因此,在用完Bitmap时,要及时的recycle掉。recycle并不能确定立即就会将Bitmap释放掉,但是会给虚拟机一个暗示:“该图片可以释放了”。
第二、设置一定的采样率。
有时候,我们要显示的区域很小,没有必要将整个图片都加载出来,而只需要记载一个缩小过的图片,这时候可以设置一定的采样率,那么就可以大大减小占用的内存。如下面的代码:
private ImageView preview;
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inSampleSize = 2;//图片宽高都为原来的二分之一,即图片为原来的四分之一
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(cr.openInputStream(uri), null, options);
preview.setImageBitmap(bitmap);
第三、巧妙的运用软引用(SoftRefrence)
有些时候,我们使用Bitmap后没有保留对它的引用,因此就无法调用Recycle函数。这时候巧妙的运用软引用,可以使Bitmap在内存快不足时得到有效的释放。如下例:
private class MyAdapter extends BaseAdapter {
private ArrayList> mBitmapRefs = new ArrayList>();
private ArrayList mValues;
private Context mContext;
private LayoutInflater mInflater;
MyAdapter(Context context, ArrayList values) {
mContext = context;
mValues = values;
mInflater = (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
}
public int getCount() {
return mValues.size();
}
public Object getItem(int i) {
return mValues.get(i);
}
public long getItemId(int i) {
return i;
}
public View getView(int i, View view, ViewGroup viewGroup) {
View newView = null;
if(view != null) {
newView = view;
} else {
newView =(View)mInflater.inflate(R.layout.image_view, false);
}
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(mValues.get(i).fileName);
mBitmapRefs.add(new SoftReference(bitmap)); //此处加入ArrayList
((ImageView)newView).setImageBitmap(bitmap);
return newView;
}
}
六、行踪诡异的Cursor
Cursor是Android查询数据后得到的一个管理数据集合的类,正常情况下,如果查询得到的数据量较小时不会有内存问题,而且虚拟机能够保证Cusor最终会被释放掉。
然而如果Cursor的数据量特表大,特别是如果里面有Blob信息时,应该保证Cursor占用的内存被及时的释放掉,而不是等待GC来处理。并且Android明显是倾向于编程者手动的将Cursor close掉,因为在源代码中我们发现,如果等到垃圾回收器来回收时,会给用户以错误提示。
所以我们使用Cursor的方式一般如下:
Cursor cursor = null;
try {
cursor = mContext.getContentResolver().query(uri,null, null,null,null);
if(cursor != null) {
cursor.moveToFirst();
//do something
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (cursor != null) {
cursor.close();
}
}
有一种情况下,我们不能直接将Cursor关闭掉,这就是在CursorAdapter中应用的情况,但是注意,CursorAdapter在Acivity结束时并没有自动的将Cursor关闭掉,因此,你需要在onDestroy函数中,手动关闭。
@Override
protected void onDestroy() {
if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) {
mAdapter.getCursor().close();
}
super.onDestroy();
}
GC垃圾收集器概述
一个优秀的Java程序员必须了解GC的工作原理、如何优化GC的性能、如何和GC进行有效的交互,因为有一些应用程序对性能要求较高,例如嵌入式系统、实时系统等。只有全面提升内存的管理效率,才能提高整个应用程序的性能。 本篇文章首先简单介绍GC的工作原理,然后再对GC的几个关键问题进行深入探讨,最后提出一些Java程序设计建议,从GC角度提高Java程序的性能。
GC的基本原理
Java的内存管理实际上就是对象的管理,其中包括对象的分配和释放,对于程序员来说,分配对象使用new关键字;释放对象时,只要将对象所有引用赋值为null,让程序不能够再访问到这个对象,我们称该对象为"不可达的".GC将负责回收所有"不可达"对象的内存空间。
对于GC来说,当程序员创建对象时,GC就开始监控这个对象的地址、大小以及使用情况。通常,GC采用有向图的方式记录和管理堆(heap)中的所有对象,通过这种方式确定哪些对象是"可达的",哪些对象是"不可达的"。当GC确定一些对象为"不可达"时,GC就有责任回收这些内存空间。但是,为了保证GC能够区别平台实现的问题,Java规范标准对GC的很多行为都没有进行严格的规定。例如,对于采用什么类型的回收算法、什么时候进行回收等重要问题都没有明确的规定。因此,不同的JVM的实现者往往有不同的实现算法。这也给Java程序员的开发带来很多不确定性。本文研究了几个和GC工作相关的问题,努力减少这种不确定性给Java程序带来的负面影响。
增量式GC( Incremental GC )
GC在JVM中通常由一个或一组进程来实现,它本身也和用户程序一样占用heap空间,运行时也占用CPU,当GC进程运行时,应用程序停止运行。因此,当GC运行时间较长时,用户能够感到Java程序的停顿,另一方面,如果GC运行时间太短,可能对象回收率太低,这意味着还有很多应该回收的对象没有被回收,仍然占用大量内存。因此,在设计GC的时候,就必须在停顿时间和回收率之间进行权衡。
一个好的GC实现允许用户定义自己所需要的设置,例如内存有限的设备,对内存的使用量非常敏感,希望GC能够准确的回收内存,它并不在意程序速度的放慢,另外一些实时网络游戏,就不能够允许程序有长时间的中断。 增量式GC就是通过一定的回收算法,把一个长时间的中断,划分为很多个小的中断,通过这种方式减少GC对用户程序的影响。虽然,增量式GC在整体性能上可能不如普通GC的效率高,但是它能够减少程序的最长停顿时间。
Sun JDK提供的HotSpot JVM就能支持增量式GC。HotSpot JVM缺省GC方式为不使用增量GC,为了启动增量GC,我们必须在运行Java程序时增加-Xincgc的参数。HotSpot JVM增量式GC,实现是采用Train GC算法,它的基本想法:将堆中的所有对象按照创建和使用情况进行分组(分层),将使用频繁和具有相关性的对象放在一队中,随着程序的运行,不断对组进行调整,当GC运行时,它总是先回收最老的(最近很少访问的)对象,如果整组都为可回收对象,GC将整组回收,这样,每次GC运行只回收一定比例的不可达对象,保证程序的顺畅运行。
finalize()函数
finalize是位于Object类的一个思路方法,该思路方法的访问修饰符为protected,由于所有类为Object的子类,因此用户类很容易访问到这个思路方法。由于,finalize函数没有自动实现链式调用,我们必须手动实现,因此finalize函数的最后一个语句通常是super.finalize()。通过这种方式,我们可以实现从下到上实现finalize的调用,即先释放自己的资源,然后再释放父类的资源。
根据Java语言规范标准,JVM保证调用finalize函数之前,这个对象是不可达的,但是,JVM不保证这个函数一定会被调用。另外,规范标准还保证finalize函数最多运行一次。
很多Java初学者会认为这个思路方法类似和C++中的析构函数,将很多对象、资源的释放都放在这一函数里面。其实,这不是一种很好的方式,原因如下:其一,GC为了能够支持finalize函数,要对覆盖这个函数的对象作很多附加的工作;其二,在finalize运行完成之后,该对象可能变成可达的,GC还要再检查一次该对象是否是可达的,因此,使用finalize会降低GC的运行性能;其三,由于GC调用finalize的时间是不确定的,因此通过这种方式释放资源也是不确定的。
通常,finalize用于一些不容易控制,并且非常重要资源的释放,例如一些I/O操作、数据连接等,这些资源的释放对整个应用程序是非常关键的。在这种情况下,程序员应该以通过程序本身管理(包括释放)这些资源为主,以finalize函数释放资源方式为辅,形成一种双保险的管理机制,而不应该仅仅依靠finalize来释放资源。
程序如何和GC进行交互(不懂...)
Java2增强了内存管理功能,增加了一个java.lang.ref包,其中定义了3种引用类。这3种引用类分别为SoftReference、WeakReference和PhantomReference.通过使用这些引用类,程序员可以在一定程度和GC进行交互,以便改善GC的工作效率。这些引用类的引用强度介于可达对象和不可达对象之间。
一些Java编码的建议
根据GC的工作原理,我们可以通过一些窍门技巧和方式,让GC运行更加有效率,更加符合应用程序的要求。以下就是一些程序设计的几点建议:
1、最基本的建议就是尽早释放无用对象的引用。大多数程序员在使用临时变量的时候,都是让引用变量在退出活动域(scope)后自动设置为null。我们在使用这种方式时候,必须特别注意一些复杂的对象图,例如数组、队列、树、图等,这些对象之间有相互引用,关系较为复杂。对于这类对象,GC回收它们一般效率较低。如果程序允许,尽早将不用的引用对象赋为null。这样可以加速GC的工作。
2、尽量少用finalize函数。Finalize函数是Java提供给程序员一个释放对象或资源的机会,但是,它会加大GC的工作量,因此尽量少采用finalize方式回收资源。
3、注意集合数据类型,包括数组、树、图、链表等数据结构,这些数据结构对GC来说回收更为复杂。另外,注意一些全局的变量,以及静态变量,这些变量往往容易引起悬挂对象(dangling reference),造成内存浪费。
4、当程序有一定的等待时间,程序员可以手动执行System.gc(),通知GC运行,但是Java语言规范标准并不保证GC一定会执行,此时使用增量式GC可以缩短Java程序的暂停时间。