android性能优化和内存优化_android内存分析工具[通俗易懂]

前言

• 在 Android开发中，性能优化策略十分重要
• 本文主要讲解性能优化中的内存优化，希望你们会喜欢

Carson带你学Android性能优化系列文章：
Android性能优化：性能优化指南
Android性能优化：布局优化（含标签Include、Viewstub、Merge讲解）
Android性能优化：内存泄露
Android性能优化：内存优化
Android性能优化：Bitmap图片资源优化
Android性能优化：绘制优化

目录

1. 定义

优化处理 应用程序的内存使用、空间占用

2. 作用

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）

3. 储备知识：Android 内存管理机制

3.1 简介

下面，将针对回收 进程、对象 、变量的内存分配 & 回收进行详细讲解

3.2 针对进程的内存策略

a. 内存分配策略

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

b. 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将进程分为5个优先等级，具体如下：

• 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

此处仅总结流程，这其中的过程复杂，有兴趣的读者可研究系统源码ActivityManagerService.java

3.3 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 + 内存释放

下面，将详细讲解内存分配 & 内存释放策略

a. 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

注：用1个实例讲解 内存分配

public class Sample {    
    // 该类的实例对象的成员变量s1、mSample1 & 指向对象存放在堆内存中
    int s1 = 0;
    Sample mSample1 = new Sample();   
 	
 	// 方法中的局部变量s2、mSample2存放在 栈内存
 	// 变量mSample2所指向的对象实例存放在 堆内存
    public void method() {        
        int s2 = 0;
        Sample mSample2 = new Sample();
    }
}
	// 变量mSample3的引用存放在栈内存中
    // 变量mSample3所指向的对象实例存放在堆内存
	// 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在堆内存中
    Sample mSample3 = new Sample();

b. 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）

由于静态分配不需释放、栈式分配仅 通过帧栈自动出、入栈，较简单，故不详细描述

• Java垃圾回收器（GC）的内存释放 = 垃圾回收算法，主要包括：

• 具体介绍如下

4. 常见的内存问题 & 优化方案

• 常见的内存问题如下

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

• 下面，我将详细分析每项的内存问题 & 给出优化方案

4.1 内存泄露

• 简介
  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

内存溢出 简介：

• 发生内存泄露的本质原因

• 常见内存泄露原因

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

• 优化方案
  具体请看文章：Android性能优化：手把手带你全面了解 内存泄露 & 解决方案

4.2 图片资源Bitmap相关

• 优化原因
  即 为什么要优化图片Bitmap资源，具体如下图：
  

• 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
  

• 具体优化方案
  下面，我将详细讲解每个优化方向的具体优化方案

关于更加具体的介绍，请看文章：Android性能优化：那些关于Bitmap优化的小事

4.3 内存抖动

• 简介
  

• 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，具体如下
  

4.5 常见使用

• 优化原因
  一些常见使用也可能引发大量的内存问题，下面我将详细介绍。

• 优化方案
  

注：

1. 还有1个内存优化的终极方案：调大 虚拟机Dalvik的堆内存大小
2. 即 在AndroidManifest.xml的application标签中增加一个android:largeHeap属性（值 = true），从而通知虚拟机 应用程序需更大的堆内存
3. 但不建议 & 不鼓励该做法

4.6 额外小技巧

此处，还有一些内存优化的小技巧希望告诉给大家

• 技巧1：获取当前可使用的内存大小
  调用 ActivityManager.getMemoryClass（）方法可获取当前应用可用的内存大小（单位 = 兆）

• 技巧2：获取当前的内存使用情况
  在应用生命周期的任何阶段，调用 onTrimMemory()获取应用程序 当前内存使用情况（以内存级别进行识别），可根据该方法返回的内存紧张级别参数 来释放内存

Android 4.0 后提供的一个API

• 技巧3：当视图变为隐藏状态时，则释放内存
  当用户跳转到不同的应用 & 视图不再显示时, 应释放应用视图所占的资源

1. 注：此时释放所占用的资源能显著的提高系统的缓存处理容量
2. 具体操作：实现当前Activity类的onTrimMemory()后，当用户离开视图时会得到通知；若得到返回的参数 = TRIM_MEMORY_UI_HIDDEN 即代表视图变为隐藏状态，则可释放视图所占用的资源.

5. 辅助内存优化的分析工具

• 哪怕完全了解 内存的原因，但难免还是会出现人为难以发现的内存问题
• 下面将简单介绍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

5.1 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

• 具体使用：MAT使用攻略

5.2 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

• 具体使用：Heap Viewer使用攻略

5.3 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

5.4 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

5.5 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/

至此，关于内存优化的所有知识讲解完毕

6. 总结

• 本文主要讲解内存优化的相关知识，总结如下：

• Carson带你学性能优化系列文章：
  Android性能优化：性能优化指南
  Android性能优化：布局优化（含标签Include、Viewstub、Merge讲解）
  Android性能优化：内存泄露
  Android性能优化：内存优化
  Android性能优化：Bitmap图片资源优化
  Android性能优化：绘制优化

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