Android效能優化：手把手帶你全面實現記憶體優化

weixin_34377065發表於2018-05-08
Android優化記憶體

前言

  • 在 Android開發中，效能優化策略十分重要
  • 本文主要講解效能優化中的記憶體優化，希望你們會喜歡

目錄

1. 定義

優化處理 應用程式的記憶體使用、空間佔用

2. 作用

避免因不正確使用記憶體 & 缺乏管理，從而出現 記憶體洩露（ML）、記憶體溢位（OOM）、記憶體空間佔用過大 等問題，最終導致應用程式崩潰（Crash）

3. 儲備知識：Android 記憶體管理機制

3.1 簡介

下面，將針對回收 程式、物件 、變數的記憶體分配 & 回收進行詳細講解

3.2 針對程式的記憶體策略

a. 記憶體分配策略

由 ActivityManagerService 集中管理 所有程式的記憶體分配

b. 記憶體回收策略

  • 步驟1：Application Framework 決定回收的程式型別 Android中的程式 是託管的；當程式空間緊張時，會 按程式優先順序低->>高的順序 自動回收程式

Android將程式分為5個優先等級，具體如下：

  • 步驟2：Linux 核心真正回收具體程式
    1. ActivityManagerService 對 所有程式進行評分（評分存放在變數adj中）
    2. 更新評分到Linux 核心
    3. 由Linux 核心完成真正的記憶體回收

此處僅總結流程，這其中的過程複雜，有興趣的讀者可研究系統原始碼ActivityManagerService.java

3.3 針對物件、變數的記憶體策略

  • Android的對於物件、變數的記憶體策略同 Java
  • 記憶體管理 = 物件 / 變數的記憶體分配 + 記憶體釋放

下面，將詳細講解記憶體分配 & 記憶體釋放策略

a. 記憶體分配策略

  • 物件 / 變數的記憶體分配 由程式自動 負責
  • 共有3種：靜態分配、棧式分配、 & 堆式分配，分別面向靜態變數、區域性變數 & 物件例項
  • 具體介紹如下

注：用1個例項講解 記憶體分配

public class Sample {    
    // 該類的例項物件的成員變數s1、mSample1 & 指向物件存放在堆記憶體中
    int s1 = 0;
    Sample mSample1 = new Sample();   

    // 方法中的區域性變數s2、mSample2存放在 棧記憶體
    // 變數mSample2所指向的物件例項存放在 堆記憶體
    public void method() {        
        int s2 = 0;
        Sample mSample2 = new Sample();
    }
}
    // 變數mSample3的引用存放在棧記憶體中
    // 變數mSample3所指向的物件例項存放在堆記憶體
    // 該例項的成員變數s1、mSample1也存放在堆記憶體中
    Sample mSample3 = new Sample();

複製程式碼

b. 記憶體釋放策略

  • 物件 / 變數的記憶體釋放 由Java垃圾回收器（GC） / 幀棧 負責
  • 此處主要講解物件分配（即堆式分配）的記憶體釋放策略 = Java垃圾回收器（GC）

由於靜態分配不需釋放、棧式分配僅 通過幀棧自動出、入棧，較簡單，故不詳細描述

  • Java垃圾回收器（GC）的記憶體釋放 = 垃圾回收演算法，主要包括：

  • 具體介紹如下

4. 常見的記憶體問題 & 優化方案

  • 常見的記憶體問題如下

    1. 記憶體洩露
    2. 記憶體抖動
    3. 圖片Bitmap相關
    4. 程式碼質量 & 數量
    5. 日常不正確使用

  • 下面，我將詳細分析每項的記憶體問題 & 給出優化方案

4.1 記憶體洩露

  • 簡介 即 ML （Memory Leak），指 程式在申請記憶體後，當該記憶體不需再使用 但 卻無法被釋放 & 歸還給 程式的現象

  • 對應用程式的影響 容易使得應用程式發生記憶體溢位，即 OOM

記憶體溢位 簡介：

  • 發生記憶體洩露的本質原因

4.2 圖片資源Bitmap相關

  • 優化原因 即 為什麼要優化圖片Bitmap資源，具體如下圖：

  • 優化方向 主要 從 以下方面優化圖片Bitmap資源的使用 & 記憶體管理

  • 具體優化方案 下面，我將詳細講解每個優化方向的具體優化方案

關於更加具體的介紹，請看文章：Android效能優化：那些關於Bitmap優化的小事

4.3 記憶體抖動

  • 簡介

  • 優化方案 儘量避免頻繁建立大量、臨時的小物件

4.4 程式碼質量 & 數量

  • 優化原因 程式碼本身的質量（如 資料結構、資料型別等） & 數量（程式碼量的大小）可能會導致大量的記憶體問題，如佔用記憶體大、記憶體利用率低等

  • 優化方案 主要從程式碼總量、資料結構、資料型別、 & 資料物件引用 方面優化，具體如下

4.5 常見使用

  • 優化原因 一些常見使用也可能引發大量的記憶體問題，下面我將詳細介紹。

  • 優化方案

注：

  1. 還有1個記憶體優化的終極方案：調大 虛擬機器Dalvik的堆記憶體大小
  2. 即 在AndroidManifest.xml的application標籤中增加一個android:largeHeap屬性（值 = true），從而通知虛擬機器 應用程式需更大的堆記憶體
  3. 但不建議 & 不鼓勵該做法

4.6 額外小技巧

此處，還有一些記憶體優化的小技巧希望告訴給大家

  • 技巧1：獲取當前可使用的記憶體大小 呼叫 ActivityManager.getMemoryClass（）方法可獲取當前應用可用的記憶體大小（單位 = 兆）

  • 技巧2：獲取當前的記憶體使用情況 在應用生命週期的任何階段，呼叫 onTrimMemory()獲取應用程式 當前記憶體使用情況（以記憶體級別進行識別），可根據該方法返回的記憶體緊張級別引數 來釋放記憶體

Android 4.0 後提供的一個API

  • 技巧3：當檢視變為隱藏狀態時，則釋放記憶體 當使用者跳轉到不同的應用 & 檢視不再顯示時, 應釋放應用檢視所佔的資源
  1. 注：此時釋放所佔用的資源能顯著的提高系統的快取處理容量
  2. 具體操作：實現當前Activity類的onTrimMemory()後，當使用者離開檢視時會得到通知；若得到返回的引數 = TRIM_MEMORY_UI_HIDDEN 即代表檢視變為隱藏狀態，則可釋放檢視所佔用的資源.

5. 輔助記憶體優化的分析工具

  • 哪怕完全瞭解 記憶體的原因，但難免還是會出現人為難以發現的記憶體問題
  • 下面將簡單介紹幾個主流的輔助分析記憶體優化的工具，分別是
    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)

  • 定義：一個Eclipse的 Java Heap 記憶體分析工具 ->>下載地址
  • 作用：檢視當前記憶體佔用情況

通過分析 Java 程式的記憶體快照 HPROF 分析，快速計算出在記憶體中物件佔用的大小，檢視哪些物件不能被垃圾收集器回收 & 可通過檢視直觀地檢視可能造成這種結果的物件

5.2 Heap Viewer

  • 定義：一個的 Java Heap 記憶體分析工具
  • 作用：檢視當前記憶體快照

可檢視 分別有哪些型別的資料在堆記憶體總 & 各種型別資料的佔比情況

5.3 Allocation Tracker

5.4 Memory Monitor

  • 簡介：一個 Android Studio 自帶 的圖形化檢測記憶體工具

  • 作用：跟蹤系統 / 應用的記憶體使用情況。核心功能如下

5.5 LeakCanary

至此，關於記憶體優化的所有知識講解完畢

6. 總結

  • 本文主要講解記憶體優化的相關知識，總結如下：

連結：https://www.jianshu.com/p/9745a9375191 轉載請註明原文連結

下面我將繼續深入講解 Android中的效能優化知識，有興趣可以繼續關注

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