android,記憶體優化詳解

一、 Android的記憶體機制

Android的程式由Java語言編寫，所以Android的記憶體管理與Java的記憶體管理相似。程式設計師通過new為物件分配記憶體，所有物件在java堆內分配空間；然而物件的釋放是由垃圾回收器來完成的。C／C++中的記憶體機制是“誰汙染，誰治理”，java的就比較人性化了，給我們請了一個專門的清潔工（GC）。

那麼GC怎麼能夠確認某一個物件是不是已經被廢棄了呢？Java採用了有向圖的原理。Java將引用關係考慮為圖的有向邊，有向邊從引用者指向引用物件。執行緒物件可以作為有向圖的起始頂點，該圖就是從起始頂點開始的一棵樹，根頂點可以到達的物件都是有效物件，GC不會回收這些物件。如果某個物件 (連通子圖)與這個根頂點不可達(注意，該圖為有向圖)，那麼我們認為這個(這些)物件不再被引用，可以被GC回收。

二、Android的記憶體溢位

Android的記憶體溢位是如何發生的?

Android的虛擬機器是基於暫存器的Dalvik，它的最大堆大小一般是16M，有的機器為24M。因此我們所能利用的記憶體空間是有限的。如果我們的記憶體佔用超過了一定的水平就會出現OutOfMemory的錯誤。

為什麼會出現記憶體不夠用的情況呢？我想原因主要有兩個：

由於我們程式的失誤，長期保持某些資源（如Context）的引用，造成記憶體洩露，資源造成得不到釋放。
儲存了多個耗用記憶體過大的物件（如Bitmap），造成記憶體超出限制。

三、萬惡的static

static是Java中的一個關鍵字，當用它來修飾成員變數時，那麼該變數就屬於該類，而不是該類的例項。所以用static修飾的變數，它的生命週期是很長的，如果用它來引用一些資源耗費過多的例項（Context的情況最多），這時就要謹慎對待了。

public class ClassName {
private static Context mContext;
//省略
}

以上的程式碼是很危險的，如果將Activity賦值到麼mContext的話。那麼即使該Activity已經onDestroy，但是由於仍有物件儲存它的引用，因此該Activity依然不會被釋放。

我們舉Android文件中的一個例子。

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, 是一個靜態的變數，但是我們發現，我們並沒有顯式的儲存Contex的引用，但是，當Drawable與View連線之後，Drawable就將View設定為一個回撥，由於View中是包含Context的引用的，所以，實際上我們依然儲存了Context的引用。這個引用鏈如下：

Drawable->TextView->Context

所以，最終該Context也沒有得到釋放，發生了記憶體洩露。

如何才能有效的避免這種引用的發生呢？

第一，應該儘量避免static成員變數引用資源耗費過多的例項，比如Context。

第二、Context儘量使用Application Context，因為Application的Context的生命週期比較長，引用它不會出現記憶體洩露的問題。

第三、使用WeakReference代替強引用。比如可以使用WeakReference<Context> mContextRef;

該部分的詳細內容也可以參考Android文件中Article部分。

四、都是執行緒惹的禍

執行緒也是造成記憶體洩露的一個重要的源頭。執行緒產生記憶體洩露的主要原因在於執行緒生命週期的不可控。我們來考慮下面一段程式碼。

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
}
}
}

這段程式碼很平常也很簡單，是我們經常使用的形式。我們思考一個問題：假設MyThread的run函式是一個很費時的操作，當我們開啟該執行緒後，將裝置的橫屏變為了豎屏，一般情況下當螢幕轉換時會重新建立Activity，按照我們的想法，老的Activity應該會被銷燬才對，然而事實上並非如此。

由於我們的執行緒是Activity的內部類，所以MyThread中儲存了Activity的一個引用，當MyThread的run函式沒有結束時，MyThread是不會被銷燬的，因此它所引用的老的Activity也不會被銷燬，因此就出現了記憶體洩露的問題。

有些人喜歡用Android提供的AsyncTask，但事實上AsyncTask的問題更加嚴重，Thread只有在run函式不結束時才出現這種記憶體洩露問題，然而AsyncTask內部的實現機制是運用了ThreadPoolExcutor,該類產生的Thread物件的生命週期是不確定的，是應用程式無法控制的，因此如果AsyncTask作為Activity的內部類，就更容易出現記憶體洩露的問題。

這種執行緒導致的記憶體洩露問題應該如何解決呢？

第一、將執行緒的內部類，改為靜態內部類。

第二、線上程內部採用弱引用儲存Context引用。

解決的模型如下：

public abstract class WeakAsyncTask<Params, Progress, Result, WeakTarget> extends
AsyncTask<Params, Progress, Result> {
protected WeakReference<WeakTarget> mTarget;
public WeakAsyncTask(WeakTarget target) {
mTarget = new WeakReference<WeakTarget>(target);
}
/** {@inheritDoc} */
@Override
protected final void onPreExecute() {
final WeakTarget target = mTarget.get();
if (target != null) {
this.onPreExecute(target);
}
}
/** {@inheritDoc} */
@Override
protected final Result doInBackground(Params... params) {
final WeakTarget target = mTarget.get();
if (target != null) {
return this.doInBackground(target, params);
} else {
return null;
}
}
/** {@inheritDoc} */
@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
}
}

事實上，執行緒的問題並不僅僅在於記憶體洩露，還會帶來一些災難性的問題。由於本文討論的是記憶體問題，所以在此不做討論。

由於51cto不讓我一次傳完，說我的字數太多了，所以分開傳了。

五、超級大胖子Bitmap

可以說出現OutOfMemory問題的絕大多數人，都是因為Bitmap的問題。因為Bitmap佔用的記憶體實在是太多了，它是一個“超級大胖子”，特別是解析度大的圖片，如果要顯示多張那問題就更顯著了。

如何解決Bitmap帶給我們的記憶體問題？

第一、及時的銷燬。

雖然，系統能夠確認Bitmap分配的記憶體最終會被銷燬，但是由於它佔用的記憶體過多，所以很可能會超過java堆的限制。因此，在用完Bitmap時，要及時的recycle掉。recycle並不能確定立即就會將Bitmap釋放掉，但是會給虛擬機器一個暗示：“該圖片可以釋放了”。

第二、設定一定的取樣率。

有時候，我們要顯示的區域很小，沒有必要將整個圖片都載入出來，而只需要記載一個縮小過的圖片，這時候可以設定一定的取樣率，那麼就可以大大減小佔用的記憶體。如下面的程式碼：

private ImageView preview;
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inSampleSize = 2;//圖片寬高都為原來的二分之一，即圖片為原來的四分之一
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(cr.openInputStream(uri), null, options);
preview.setImageBitmap(bitmap);

第三、巧妙的運用軟引用（SoftRefrence）

有些時候，我們使用Bitmap後沒有保留對它的引用，因此就無法呼叫Recycle函式。這時候巧妙的運用軟引用，可以使Bitmap在記憶體快不足時得到有效的釋放。如下例：

/**本例子為博主隨手一寫，來說明用法，並未驗證*/
private class MyAdapter extends BaseAdapter {
private ArrayList<SoftReference<Bitmap>> mBitmapRefs = new ArrayList<SoftReference<Bitmap>>();
private ArrayList<Value> mValues;
private Context mContext;
private LayoutInflater mInflater;
MyAdapter(Context context, ArrayList<Value> 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>(bitmap)); //此處加入ArrayList
((ImageView)newView).setImageBitmap(bitmap);
return newView;
}
}

六、行蹤詭異的Cursor

Cursor是Android查詢資料後得到的一個管理資料集合的類，正常情況下，如果查詢得到的資料量較小時不會有記憶體問題，而且虛擬機器能夠保證Cusor最終會被釋放掉。

然而如果Cursor的資料量特表大，特別是如果裡面有Blob資訊時，應該保證Cursor佔用的記憶體被及時的釋放掉，而不是等待GC來處理。並且Android明顯是傾向於程式設計者手動的將Cursor close掉，因為在原始碼中我們發現，如果等到垃圾回收器來回收時，會給使用者以錯誤提示。

所以我們使用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();
}
}

有一種情況下，我們不能直接將Cursor關閉掉，這就是在CursorAdapter中應用的情況，但是注意，CursorAdapter在Acivity結束時並沒有自動的將Cursor關閉掉，因此，你需要在onDestroy函式中，手動關閉。

@Override
protected void onDestroy() {
if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) {
mAdapter.getCursor().close();
}
super.onDestroy();
}

CursorAdapter中的changeCursor函式，會將原來的Cursor釋放掉，並替換為新的Cursor，所以你不用擔心原來的Cursor沒有被關閉。

你可能會想到使用Activity的managedQuery來生成Cursor，這樣Cursor就會與Acitivity的生命週期一致了，多麼完美的解決方法！然而事實上managedQuery也有很大的侷限性。

managedQuery生成的Cursor必須確保不會被替換，因為可能很多程式事實上查詢條件都是不確定的，因此我們經常會用新查詢的Cursor來替換掉原先的Cursor。因此這種方法適用範圍也是很小。

七、其它要說的。

其實，要減小記憶體的使用，其實還有很多方法和要求。比如不要使用整張整張的圖，儘量使用9path圖片。Adapter要使用convertView等等，好多細節都可以節省記憶體。這些都需要我們去挖掘，誰叫Android的記憶體不給力來著。

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