[置顶] Android内存优化总结【整理】

【前段时间接到任务着手进行app的内存优化，从各种各样的渠道搜索相关资料，最后汇总整理如下。】

一、Android 内存管理

1.1 Dalvik

Dalvik虚拟机是Android程序的虚拟机，是Android中Java程序的运行基础。其指令集基于寄存器架构，执行其特有的文件格式——dex字节码来完成对象生命周期管理、堆栈管理、线程管理、安全异常管理、垃圾回收等重要功能。

Dalvik虚拟机的内存大体上可以分为 Java Object Heap、Bitmap Memory和Native Heap三种。

Java Object Heap：用于分配对象

Bitmap Memory：用来处理图像，≥Android 3.0, 归到Object Heap中

Native Heap: malloc分配，受系统限制

1.2 查看最大内存限制

ActivityManager mActivityManager = (ActivityManager)getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
int memoryClass = am. getMemoryClass();              //96MB [Mi2S,Android 4.1]

可以通过在AndroidManifest.xml文件中设置来扩大内存限制：（不过不建议使用此参数，建议节省内存）

int largeMemoryClass = am. getLargeMemoryClass();            //384MB  [Mi2S,Android 4.1]

1.3 垃圾回收（GC）

作用：自动回收不再被引用的Java Object

         

1.4 垃圾回收机制

在2.3之前：

1. Stop-the-world ：也就是垃圾收集线程在执行的时候，其它的线程都停止；

2. Full heap collection：一次收集完全部的垃圾；

3. Pause time:≥100ms：一次垃圾收集造成的程序中止时间通常都大于100ms。

在2.3以及更高的版本中：

1. Cocurrent：大多数情况下，垃圾收集线程与其它线程是并发执行的；

2. Partial collection：一次可能只收集一部分垃圾；

3. Pause time:≤5ms：一次垃圾收集造成的程序中止时间通常都小于5ms。

1.5 OutOfMemory Error

主要原因：

1.内存泄露：程序中存在对无用对象的引用，导致GC无法回收。

2.内存超限：保存了多个耗用内存过大的对象（如Bitmap）。

二、内存优化

• Coding
• Bitmap
• ListView
• SoftReference & WeakReference
• UI
  
  

2.1 Coding

 Tip 1：使用优化过的数据容器。

如SparseArray,SparseBooleanArray,LongSparseArray，代替HashMap

前提：Key为Integer类型

原因：

HashMap 是内存低效的，因为每一个mapping都需要单独的entry（如下图）。

每个元素多占用8byte内存（多了next和hash两个成员变量）。AutoBox【int转Integer，导致产生另一个对象】也会额外加4byte。Entry对象本身至少16byte。

SparseArray可以避免AutoBox，查找方法为二分查找，效率比HashMap低一些，但百量级以内性能差距不大。

 

HashMap<Integer, E> hashMap = new HashMap<Integer, E>();

替换为

SparseArray<E> sparseArray = new SparseArray<E>();、

Tip 2：使用IntentService替代Service。

IntentService优势：

•新开线程；

•顺序处理Intent；

•执行完自动退出。

 说明：

Service是一个没有界面的服务，但其实它不是后台的，所有的代码默认在UI线程执行。若要执行耗时操作,需要新开线程或者使用AsyncTask。

IntentService继承自Service，所以它也是一个服务。

IntentService使用队列的方式将请求的Intent加入队列，然后开启一个worker thread(线程)来处理队列中的Intent，对于异步的startService请求，IntentService会处理完成一个之后再处理第二个，每一个请求都会在一个单独的worker thread中处理，不会阻塞应用程序的主线程。

IntentService与Service区别:
1,Service默认在UI线程执行；而IntentService的onHandleIntent方法在后台执行。
2,Service在start后，如果没有手动stop会一直存在；而IntentService在执行完后自动退出。

Tip 3：尽量避免使用Enum。

枚举相对于静态常量来说，需要两倍甚至更多的内存。如下是Enum的类型定义：

Tip 4：使用混淆器移除不必要的代码。

       ProGuard工具通过移除无用代码，使用语意模糊来保留类，字段和方法来压缩，优化和混淆代码。可以使你的代码更加完整，更少的RAM 映射页。

Tip 5：尽量不要因一两个特性而使用大体积类库。

Tip 6：频繁修改时使用 StringBuffer(Thread-Safe)或 StringBuilder(Thread-Unsafe)。

使用String修改字符串时，若修改后字符串在字符串常量区不存在，便会新生成一个String对象。

Tip 7： 对于常量，请尽量使用static final。

如果使用final定义常量之后，会减少编译器在类生成时初始化<clinit>方法调用时对常量的存储，对于int型常量，将会直接使用其数值来进行替换，而对于String对象将会使用相对廉价的“string constant”指令来替换字段查找表。虽然这个方法并不完全对所有类型都有效，但是，将常量声明为static final绝对是一个好的做法。

Tip 8：对象不用时最好显式置为Null。

对象不用时最好显式置为Null可以减少GC开销。

警惕：静态变量引起内存泄露

这段代码中有一个静态的Resources对象。代码片段mResources = this.getResources()对Resources对象进行了初始化。这时Resources对象拥有了当前Activity对象的引用，Activity又引用了整个页面中所有的对象。

如果当前的Activity被重新创建（比如横竖屏切换，默认情况下整个Activity会被重新创建），由于Resources引用了第一次创建的Activity，就会导致第一次创建的Activity不能被垃圾回收器回收，从而导致第一次创建的Activity中的所有对象都不能被回收。这个时候，一部分内存就浪费掉了。

警惕：使用Activity Context引起内存泄露。

 应该尽量使用Application Context。

在Android中，Application Context的生命周期和应用的生命周期一样长，而不是取决于某个Activity的生命周期。如果想保持一个长期生命的对象，并且这个对象需要一个Context，就可以使用Application对象。

看使用的周期是否在activity周期内，如果超出，必须用application；常见的情景包括：AsyncTask，Thread，第三方库初始化等等。

还有些情景，只能用activity：比如，对话框，各种View，需要startActivity的等。总之，尽可能使用Application。

上面由于静态变量导致的内存泄露问题，可以修改如下：

2.2 Bitmap

Tip：捕获异常

因为Bitmap是吃内存大户，为了避免应用在分配Bitmap内存的时候出现OutOfMemory异常以后Crash掉，需要特别注意实例化Bitmap部分的代码。通常，在实例化Bitmap的代码中，一定要对OutOfMemory异常进行捕获。

OutOfMemoryError是一种Error，而不是Exception。

Tip：缓存通用的图像【该方法测试无效】

应用场景：默认头像。有时候，可能需要在一个Activity里多次用到同一张图片。比如一个Activity会展示一些用户的头像列表，而如果用户没有设置头像的话，则会显示一个默认头像，而这个头像是位于应用程序本身的资源文件中的。

此方法无效！因为：

因为Android自带资源文件缓存机制：

在Resource.java类中有LongSparseArray<WeakReference<Drawable.ConstantState> > mDrawableCache

每次会new 一个Drawable，但内部bitmap还是指向cache中的。

Tip：压缩图片

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();

options.inSampleSize = 2;

如果图片像素过大，使用BitmapFactory类的方法实例化Bitmap的过程中，就会发生OutOfMemory异常。

 使用BitmapFactory.Options设置inSampleSize就可以缩小图片。属性值inSampleSize表示缩略图大小为原始图片大小的几分之一。即如果这个值为2，则取出的缩略图的宽和高都是原始图片的1/2，图片的大小就为原始大小的1/4。

 如果知道图片的像素过大，就可以对其进行缩小。那么如何才知道图片过大呢？

 使用BitmapFactory.Options设置inJustDecodeBounds为true后，再使用decodeFile()等方法，并不会真正的分配空间，即解码出来的Bitmap为null，但是可计算出原始图片的宽度和高度，即options.outWidth和options.outHeight。通过这两个值，就可以知道图片是否过大了。

先获取图片真实的宽度和高度，然后判断是否需要跑缩小。如果不需要缩小，设置inSampleSize的值为1。如果需要缩小，则动态计算并设置inSampleSize的值，对图片进行缩小。

Tip：及时回收Bitmap的内存 (≤Android 2.3.3,API10)

    Bitmap类的构造方法都是私有的，所以开发者不能直接new出一个Bitmap对象，只能通过BitmapFactory类的各种静态方法来实例化一个Bitmap。

    仔细查看BitmapFactory的源代码可以看到，生成Bitmap对象最终都是通过JNI调用方式实现的。所以，加载Bitmap到内存里以后，是包含两部分内存区域的。简单的说，一部分是Java部分的，一部分是C部分的。这个Bitmap对象是由Java部分分配的，不用的时候系统就会自动回收了，但是那个对应的C可用的内存区域，虚拟机是不能直接回收的，这个只能调用底层的功能释放。所以需要调用recycle()方法来释放C部分的内存。从Bitmap类的源代码也可以看到，recycle()方法里也的确是调用了JNI方法了的。

Tip： BitmapFactory.Options.inBitmap (≥Android 3.0,API11)

作用：内存重用

定义和存储：

Set<SoftReference<Bitmap>> mReusableBitmaps;         //声明
private  LruCache<String, BitmapDrawable> mMemoryCache;

// If you're running on Honeycomb or newer, create a
// synchronized HashSet of references to reusable bitmaps.
if  (Utils.hasHoneycomb()) {          //Android版本判断
    mReusableBitmaps =
            Collections.synchronizedSet( new  HashSet<SoftReference<Bitmap>>());       //定义
}

mMemoryCache =  new  LruCache<String, BitmapDrawable>(mCacheParams.memCacheSize) {

    // Notify the removed entry that is no longer being cached.
    @Override
    protected  void  entryRemoved( boolean  evicted, String key,
            BitmapDrawable oldValue, BitmapDrawable newValue) {
        if  (RecyclingBitmapDrawable. class .isInstance(oldValue)) {
            // The removed entry is a recycling drawable, so notify it
            // that it has been removed from the memory cache.
            ((RecyclingBitmapDrawable) oldValue).setIsCached( false );
        }  else  {
            // The removed entry is a standard BitmapDrawable.
            if  (Utils.hasHoneycomb()) {
                // We're running on Honeycomb or later, so add the bitmap
                // to a SoftReference set for possible use with inBitmap later.
                mReusableBitmaps.add
                        ( new  SoftReference<Bitmap>(oldValue.getBitmap()));     //存入从LRUCache中删除的对象
            }
        }
    }
....
}

使用方法详见：https://developer.android.com/training/displaying-bitmaps/manage-memory.html#inBitmap

限制： 

 before Android 4.4 (API level 19)：宽度及高度必须完全相等

 after：尺寸小于等于既有内存

2.3 ListView

Tip：从ContentView获取缓存的view

如果不使用缓存convertView的话，调用getView时每次都会重新创建View，这样之前的View可能还没有销毁，加之不断的新建View势必会造成内存泄露。

Tip：使用ViewHolder模式来避免没有必要的调用findViewById()

ViewHolder模式通过getView()方法返回的视图的标签(Tag)中存储一个数据结构，这个数据结构包含了指向我们要绑定数据的视图的引用，从而避免每次调用getView()的时候调用findViewById()。

2.4 SoftReference & WeakReference

 

软引用

 

只有当内存空间不足了，才会回收这些对象的内存。

 

软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

 

Map<String, SoftReference<Bitmap>> imageCache = new HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>();

弱引用

 

被垃圾回收器扫描到后即被回收。

 

Map<String,WeakReference<Bitmap>> cacheMap = new HashMap<String, WeakReference<Bitmap>>();

 

只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有 弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对 象。

 

 案例：异步加载网络图片

详见：http://www.jcodecraeer.com/a/anzhuokaifa/androidkaifa/2013/0920/1554.html

2.5 UI

Tip 1：利用系统资源

• 系统定义的id：如@android:id/list
• 系统的图片资源：如@*android:drawable/ic_menu_attachment
• 系统的文字串资源：如@android:string/yes
• 系统的Style：如android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceMedium“
• 系统的颜色定义：如android:background ="@android:color/transparent" 

 

说明：

Android系统本身有很多的资源，包括各种各样的字符串、图片、动画、样式和布局等等，这些都可以在应用程序中直接使用。这样做的好处很多，既可以减少内存的使用，又可以减少部分工作量，也可以缩减程序安装包的大小。

Android中没有公开的资源，在xml中直接引用会报错。除了去找到对应资源并拷贝到我们自己的应用目录下使用以外，我们还可以将引用“@android”改成“@*android”解决。

Tip 2：通用模块抽离

<include layout="@layout/navigator_bar" /> 

• 背景
• 头部标题栏
• 底部导航栏
• ListView

Tip 3：ViewStub

ViewStub是一个隐藏的，不占用内存空间的视图对象，它可以在运行时延迟加载布局资源文件。

定义：

使用：

三、Android 内存监测方法

3.1 adb

adb root

adb shell procrank | grep "com...."【包名】查看概要内存使用情况

或者

adb shell dumpsys meminfo com.*【包名】查看较详细内存使用情况

我们比较关注的几项：
Pss列的TOTAL是APP使用的总内存，也就是在设置中正在运行里面看到的进程使用内存。
Pss列的Dalvik表示APP使用的堆内存。
Pss列的Other dev表示其它设备(如显卡)使用的内存，4.2系统上，开启硬件加速后，这个值会变得很大。

3.2 DDMS

3.3 Memory Analyzer(MAT)