Android OOM：内存管理分析和内存泄露原因总结
一、Android进程的内存管理分析
1. 进程的地址空间
在32位操作系统中，进程的地址空间为0到4GB,示意图如下：
这里主要说明一下Stack和Heap：
- Stack空间：（进栈和出栈）由操作系统控制，其中主要存储 函数地址、函数参数、局部变量 等等。
所以Stack空间不需要很大，一般为几MB大小。 - Heap空间：使用由程序员控制，程序员可以使用
malloc、new、free、delete等函数调用来操作这片地址空间。
Heap为程序完成各种复杂任务提供内存空间，所以空间比较大，一般为几百MB到几GB。
正是因为Heap空间由程序员管理，所以容易出现使用不当导致严重问题。
2. 进程内存空间和RAM之间的关系
- 进程的内存空间只是 虚拟内存，而程序的运行需要的是实实在在的内存，即 物理内存（RAM）。
在必要时，操作系统会将程序运行中申请的内存（虚拟内存）映射到RAM，让进程能够使用物理内存。 - 另外，RAM的一部分被操作系统留作他用，比如显存 等等，内存映射和显存等都是由操作系统控制，我们也不必过多地关注它，进程所操作的空间都是虚拟地址空间，无法直接操作RAM 。
3. Android中的进程
native进程：采用C/C++实现，不包含dalvik实例的linux进程**，
/system/bin/目录下面的程序文件运行后都是以native进程形式存在的。比如/system/bin/surfaceflinger、/system/bin/rild、procrank等就是native进程。java进程：实例化了dalvik虚拟机实例的linux进程，进程的入口main函数为java函数。 dalvik虚拟机实例的宿主进程是fork()系统调用创建的linux进程，所以每一个Android上的java进程实际上就是一个linux进程，只是进程中多了一个dalvik虚拟机实例。因此，java进程的内存分配比native进程复杂。Android系统中的应用程序基本都是java进程，如
桌面、电话、联系人、状态栏等等。
4. Android中进程的堆内存
- heap空间 完全由程序员控制，我们使用
malloc、C++ new和java new所申请的空间都是heap空间， C/C++申请的内存空间在native heap中，而java申请的内存空间则在dalvik heap中。
5. Android的 java程序为什么容易出现OOM
因为Android系统对dalvik的vm heapsize作了硬性限制，当java进程申请的java空间超过阈值时，就会抛出OOM异常（这个阈值可以是48M、24M、16M等，视机型而定），可以通过
adb shell getprop | grep dalvik.vm.heapgrowthlimit查看此值。也就是说，程序发生OMM并不表示RAM不足，而是因为程序申请的java heap对象超过了dalvik vm heapgrowthlimit。也就是说，在RAM充足的情况下，也可能发生OOM。
这样设计的 目的是为了让Android系统能同时让比较多的进程常驻内存，这样程序启动时就不用每次都重新加载到内存，能够给用户更快的响应 。
6. Android如何应对RAM不足
java程序发生OMM并不是表示RAM不足，如果RAM真的不足，会发生什么呢？ 这时Android的 memory killer 会起作用，当RAM所剩不多时，memory killer会杀死一些优先级比较低的进程来释放物理内存，让高优先级程序得到更多的内存。我们在分析log时，看到的进程被杀的log。
Process com.xxx.xxxx(pid xxxx) has died. 7. 应用程序如何绕过dalvikvm heapsize的限制
对于一些大型的应用程序（比如游戏），内存使用会比较多，很容易超超出vm heapsize的限制，这时怎么保证程序不会因为OOM而崩溃呢？
创建子进程
- 创建一个新的进程，那么我们就可以把一些对象分配到新进程的heap上了，从而 达到一个应用程序使用更多的内存的目的，当然，创建子进程会增加系统开销，而且并不是所有应用程序都适合这样做，视需求而定。
- 创建子进程的方法：使用android:process标签
使用jni在 native heap 上申请空间（推荐使用）
- 因为 native heap 的增长并不受 dalvik vm heapsize 的限制。
- 只要RAM有剩余空间，程序员可以一直在native heap上申请空间，当然如果 RAM快耗尽，memory killer 会杀进程释放 RAM。
- 我们在使用一些软件时，有时候会闪退，就可能是软件在native层申请了比较多的内存导致的。比如 UC web 在浏览内容比较多的网页时可能闪退，原因就是其native heap增长到比较大的值，占用了大量的 RAM，被memory killer杀掉了。
- 使用显存（操作系统预留RAM的一部分作为显存）
- 使用
OpenGL textures等API，texture memory不受dalvik vm heapsize限制，这个没实践过。 - 再比如Android中的
GraphicBufferAllocator申请的内存就是显存。
- 使用
8. java程序如何才能创建native对象
必须使用 jni，而且应该用C语言的malloc或者C++的new关键字。
实例代码如下：
JNIEXPORT void JNICALLJava_com_example_demo_TestMemory_nativeMalloc(JNIEnv *, jobject)
{
void *p= malloc(1024*1024*);
SLOGD("allocate 50M Bytes memory");
if (p !=NULL)
{
//memorywill not used without calling memset()
memset(p,0, 1024*1024*50);
} else SLOGE("mallocfailure.");
...
...
free(p); // free memory
} 或者：
JNIEXPORT voidJNICALL Java_com_example_demo_TestMemory_nativeMalloc(JNIEnv *, jobject)
{
SLOGD("allocate 50M Bytesmemory");
char *p = new char[1024 * 1024 * 50];
if (p != NULL)
{
//memory will not usedwithout calling memset()
memset(p, 1, 1024*1024*50);
} else SLOGE("newobject failure.");
...
...
free(p); //free memory
} malloc或者new申请的内存是虚拟内存，申请之后不会立即映射到物理内存，即不会占用RAM。只有调用memset使用内存后，虚拟内存才会真正映射到RAM。
9. 明明还有很多内存，但是发生OOM了。。
- 这种情况经常出现在生成Bitmap的时候。
- 在一个函数里生成一个13m 的int数组，再该函数结束后，按理说这个int数组应该已经被释放了，或者说可以释放，这个13M的空间应该可以空出来。
- 这个时候如果你继续生成一个10M的int数组是没有问题的，反而生成一个4M的Bitmap就会跳出OOM。这个就奇怪了，为什么10M的int够空间，反而4M的Bitmap不够呢？
在Android中：
- 一个进程的内存可以由2个部分组成：java 使用内存 ，C 使用内存
这两个内存的和必须小于16M，不然就会出现大家熟悉的OOM，这个就是第一种OOM的情况。 - 一旦内存分配给Java后，以后这块内存即使释放后，也只能给Java的使用
这个估计跟java虚拟机里把内存分成好几块进行缓存的原因有关，反正C就别想用到这块的内存了，所以如果Java突然占用了一个大块内存，即使很快释放了：
C 能使用的内存 = 16M - Java某一瞬间占用的最大内存- 而 Bitmap的生成是通过malloc进行内存分配的，占用的是C的内存，这个也就说明了，上述的4MBitmap无法生成的原因，因为在13M被Java用过后，剩下C能用的只有3M了。
二、了解dalvik的Garbage Collection
如图所示：
- GC会选择一些它了解 还存活的对象 作为 内存遍历的根节点（GC Roots），比方说
thread stack中的变量，JNI中的全局变量，zygote中的对象（class loader加载）等，然后开始对heap进行遍历。到最后，部分没有直接或者间接引用到GC Roots的就是需要回收的垃圾，会被GC回收掉。
如下图蓝色部分。
三、常见的内存泄漏
1. 非静态内部类 的静态实例 容易造成内存泄漏
public class MainActivity extends Activity {
// 非静态内部类的静态实例
static Demo sInstance = null;
@Override
public void onCreate(BundlesavedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
if (sInstance == null) {
sInstance= new Demo();
}
}
class Demo
{
void doSomething()
{
System.out.print("dosth.");
}
}
} - 上面的代码中的
sInstance 实例类型为静态实例，在第一个MainActivity act1实例创建时，sInstance会获得并一直持有act1的引用。 - 当MainAcitivity销毁后重建，因为sInstance持有act1的引用，所以act1是无法被GC回收的，进程中会存在2个MainActivity实例（act1和重建后的MainActivity实例），这个act1对象就是一个无用的但一直占用内存的对象，即无法回收的垃圾对象。
- 所以，对于lauchMode不是singleInstance的Activity， 应该避免在activity里面实例化其非静态内部类的静态实例。
2. Activity使用静态成员
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);
} - 由于用 静态成员sBackground 缓存了drawable对象，所以activity加载速度会加快，但是这样做是错误的。因为在android 2.3系统上，它会导致activity销毁后无法被系统回收。
label .setBackgroundDrawable()调用会将label赋值给sBackground的成员变量 mCallback。
上面代码意味着：sBackground（GC Root）会持有TextView对象，而TextView持有Activity对象。所以导致Activity对象无法被系统回收。
下面看看android4.0为了避免上述问题所做的改进。
- 先看看android 2.3的Drawable.Java对setCallback的实现：
public final void setCallback(Callback cb){
mCallback = cb;
}
// 在android 2.3中要避免内存泄漏也是可以做到的,
// 在activity的onDestroy时调用
// sBackgroundDrawable.setCallback(null)。- 再看看android 4.0的Drawable.Java对setCallback的实现：
public final void setCallback(Callback cb){
mCallback = newWeakReference<Callback> (cb);
}以上2个例子的内存泄漏都是因为 Activity的 引用的生命周期 超越了Activity 对象的生命周期。也就是常说的 Context泄漏，因为activity就是context。
3. 避免context相关的内存泄漏，需要注意以下几点
不要对activity的context长期引用
( 一个activity的引用的生存周期应该和activity的生命周期相同 )如果可以的话，尽量使用关于application的context来替代和activity相关的context
如果一个acitivity的非静态内部类的生命周期不受控制，那么避免使用它；正确的方法是 使用一个静态的内部类，并且对它的外部类有一WeakReference，就像在ViewRootImpl中内部类W所做的那样。
4. 使用handler时的内存问题
1) 我们知道，Handler通过发送Message与主线程交互。
- Message发出之后是存储在MessageQueue中的，有些Message也不是马上就被处理的。
- 在Message中存在一个 target，是Handler的一个引用，如果Message在Queue中存在的时间越长，就会导致Handler无法被回收。
- 如果Handler是非静态的，则会导致Activity或者Service不会被回收。 所以正确处理Handler等之类的内部类，应该将自己的Handler定义为静态内部类。
2) HandlerThread的使用也需要注意：
- 当我们在activity里面创建了一个HandlerThread，代码如下：
public classMainActivity extends Activity
{
@Override
public void onCreate(BundlesavedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Thread mThread = newHandlerThread("demo", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
mThread.start();
MyHandler mHandler = new MyHandler( mThread.getLooper( ) );
...
...
}
@Override
public void onDestroy()
{
super.onDestroy();
// mThread.getLooper().quit();
}
} 这个代码存在泄漏问题，因为 HandlerThread的run方法是一个死循环，它不会自己结束，线程的生命周期超过了activity生命周期，当横竖屏切换，HandlerThread线程的数量会随着activity重建次数的增加而增加。
应该在onDestroy时将线程停止掉：
mThread.getLooper().quit();
另外，对于不是HandlerThread的线程，也应该确保activity消耗后，线程已经终止，可以这样做：在onDestroy时调用 mThread.join();
join( ) 的作用是：“等待该线程终止”，这里需要理解的就是该线程是指的主线程等待子线程的终止。也就是：在子线程调用了join()方法后面的代码，只有等到子线程结束了才能执行。
5. 注册某个对象后未反注册
比如 注册广播接收器、注册观察者 等等。
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GC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。
6. 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，如果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。
- 比如某公司的ROM的锁屏曾经就存在内存泄漏问题：
- 这个泄漏是因为LockScreen**每次显示时会注册几个callback**，它们保存在
KeyguardUpdateMonitor的ArrayList<InfoCallback>、
ArrayList<SimStateCallback>
等ArrayList实例中。但是在LockScreen**解锁后，这些callback没有被remove掉**，导致ArrayList不断增大， callback对象不断增多。这些callback对象的size并不大，heap增长比较缓慢，需要长时间地使用手机才能出现OOM，由于锁屏是驻留在system_server进程里，所以导致结果是手机重启。
7. 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，应该立即调用它的close()函数，将其关闭掉，然后再置为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。
8. 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 对不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。
1) Bitmap使用不当
- 及时的销毁
在用完Bitmap时，要及时的bitmap.recycle( )掉。
注意，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”。 - 设置采样率
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 = newBitmapFactory.Options();
// 图片宽高都为原来的二分之一，即图片为原来的四分之一
options.inSampleSize = 2;
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(cr.openInputStream(uri),
null, options); preview.setImageBitmap(bitmap); - 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：
SoftReference<Bitmap> bitmap_ref = new SoftReference<Bitmap>(
BitmapFactory.decodeStream(inputstream));
...
...
if (bitmap_ref .get() != null) {
bitmap_ref.get().recycle();
} 2) 构造Adapter时，没有使用缓存的 convertView
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。
3) 不要在经常调用的方法中创建对象，尤其是忌讳在循环中创建对象。
可以适当的使用 hashtable ， vector 创建一组对象容器，然后从容器中去取那些对象，而不用每次 new 之后又丢弃。
9. 查询数据库而没有关闭Cursor
在Android中，Cursor是很常用的一个对象，但在写代码时，经常会有人忘记调用close, 或者因为代码逻辑问题状况导致close未被调用。
- 通常，在Activity中，我们可以调用startManagingCursor或直接使用managedQuery让Activity自动管理Cursor对象。
但需要注意的是，当Activity结束后，Cursor将不再可用！ - 若操作Cursor的代码和UI不同步（如后台线程），需要先判断Activity是否已经结束，或者在调用OnDestroy前，先等待后台线程结束。
- 除此之外，以下也是比较常见的Cursor不会被关闭的情况：
try {
Cursor c = queryCursor();
int a = c.getInt(1);
......
c.close();
} catch (Exception e) {
} // 虽然表面看起来，Cursor.close()已经被调用 // 但若出现异常，将会跳过close()，从而导致内存泄露。 // 所以，我们的代码应该以如下的方式编写：
Cursor c = queryCursor();
try {
int a = c.getInt(1);
......
} catch (Exception e) {
} finally {
c.close(); // 在finally中调用close(), 保证其一定会被调用
} 10. 调用registerReceiver后未调用unregisterReceiver()
在调用registerReceiver后，若未调用unregisterReceiver，其所占的内存是相当大的。
而我们经常可以看到类似于如下的代码：
registerReceiver(new BroadcastReceiver() {
...
}, filter); ...这是个很严重的错误，因为它会导致BroadcastReceiver不会被unregister而导致内存泄露。
11. WebView对象没有销毁
当我们不要使用WebView对象时，应该调用它的destory()函数来销毁它，并释放其占用的内存，否则其占用的内存长期也不能被回收，从而造成内存泄露。
12. GridView的滥用
GridView和ListView的实现方式不太一样。GridView的View不是即时创建的，而是全部保存在内存中的。比如一个GridView有100项，虽然我们只能看到10项，但是其实整个100项都是在内存中的。
参考文章：
Android进程的内存管理分析
Android内存泄漏分析及调试