談談Android的內存管理機制

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從操作系統的角度來說，內存就是一塊數據存儲區域，是可被操作系統調度的資源。在多任務（進程）的OS中，內存管理尤為重要，OS需要為每一個進程合理的分配內存資源。所以可以從OS對內存和回收兩方面來理解內存管理機制。

分配機制：為每一個任務（進程）分配一個合理大小的內存塊，保證每一個進程能夠正常的運行，同時確保進程不會佔用太多的內存。
回收機制：當系統內存不足的時候，需要有一個合理的回收再分配機制，以保證新的進程可以正常運行。回收時殺死那些正在佔用內存的進程，OS需要提供一個合理的殺死進程機制。

同樣作為一個多任務的操作系統，Android系統對內存管理有有一套自己的方法，手機上的內存資源比PC更少，需要更加謹慎的管理內存。理解Android的內存分配機制有助於我們寫出更高效的代碼，提高應用的性能。

下面分別從分配和回收兩方面來描述Android的內存管理機制：

分配機制

Android為每個進程分配內存時，採用彈性的分配方式，即剛開始並不會給應用分配很多的內存，而是給每一個進程分配一個「夠用」的內存大小。這個大小值是根據每一個設備的實際的物理內存大小來決定的。隨著應用的運行和使用，Android會為進程分配一些額外的內存大小。但是分配的大小是有限度的，系統不可能為每一個應用分配無限大小的內存。

總之，Android系統需要最大限度的讓更多的進程存活在內存中，以保證用戶再次打開應用時減少應用的啟動時間，提高用戶體驗。

回收機制

Android對內存的使用方式是「盡最大限度的使用」，只有當內存水足的時候，才會殺死其它進程來回收足夠的內存。但Android系統否可能隨便的殺死一個進程，它也有一個機制殺死進程來回收內存。

Android殺死進程有兩個參考條件：

1. 進程優先順序

Android為每一個進程分配了優先組的概念，優先組越低的進程，被殺死的概率就越大。根據進程的重要性，劃分為5級：

1）前台進程(Foreground process)

用戶當前操作所必需的進程。通常在任意給定時間前台進程都為數不多。只有在內存不足以支持它們同時繼續運行這一萬不得已的情況下，系統才會終止它們。

2）可見進程(Visible process)

沒有任何前台組件、但仍會影響用戶在屏幕上所見內容的進程。可見進程被視為是極其重要的進程，除非為了維持所有前台進程同時運行而必須終止，否則系統不會終止這些進程。

3）服務進程(Service process)

儘管服務進程與用戶所見內容沒有直接關聯，但是它們通常在執行一些用戶關心的操作（例如，在後台播放音樂或從網路下載數據）。因此，除非內存不足以維持所有前台進程和可見進程同時運行，否則系統會讓服務進程保持運行狀態。

4）後台進程(Background process)

後台進程對用戶體驗沒有直接影響，系統可能隨時終止它們，以回收內存供前台進程、可見進程或服務進程使用。通常會有很多後台進程在運行，因此它們會保存在 LRU 列表中，以確保包含用戶最近查看的 Activity 的進程最後一個被終止。如果某個 Activity 正確實現了生命周期方法，並保存了其當前狀態，則終止其進程不會對用戶體驗產生明顯影響，因為當用戶導航回該 Activity 時，Activity 會恢復其所有可見狀態。

5）空進程(Empty process)

不含任何活動應用組件的進程。保留這種進程的的唯一目的是用作緩存，以縮短下次在其中運行組件所需的啟動時間。為使總體系統資源在進程緩存和底層內核緩存之間保持平衡，系統往往會終止這些進程。

通常，前面三種進程不會被殺死。

2. 回收收益

當Android系統開始殺死LRU緩存中的進程時，系統會判斷每個進程殺死後帶來的回收收益。因為Android總是傾向於殺死一個能回收更多內存的進程，從而可以殺死更少的進程，來獲取更多的內存。殺死的進程越少，對用戶體驗的影響就越小。

為什麼App要符合內存管理機制？

在Android系統中，符合內存管理機制的App，對Android系統和App來說，是一個雙贏的過程。如何每一個App都遵循這個規則，那麼Android系統會更加流暢，也會帶來更好的用戶體驗，App也可以更長時間的駐留在內存中。

如果真的需要很多內存，可以採用多進程的方式。

如何編寫符合Android內存管理機制的App？

一個遵循Android內存管理機制的App應該具有以下幾個特點：

1）更少的佔用內存；

2）在合適的時候，合理的釋放系統資源。

3）在系統內存緊張的情況下，能釋放掉大部分不重要的資源，來為Android系統提供可用的內存。

4）能夠很合理的在特殊生命周期中，保存或者還原重要數據，以至於系統能夠正確的重要恢復該應用。

因此，在開發過程中要做到：

避免創建不必要的對象。
在合適的生命周期中，合理的管理資源。
在系統內存不足時，主動釋放更多的資源。

開發時，應該如何注意App的內存管理呢？

1）減少內存資源佔用

比如，使用StringBuffer，int等更少內存佔用的數據結構。

2）內存溢出

主要是Bitmap。解決辦法是：減少每個對象佔用的內存，如圖片壓縮等；申請大內存。

3）內存泄露

內存泄露是指本來該被GC回收後還給系統的內存，並沒有被GC回收。多數是因為不合理的對象引用造成的。

解決這種問題：1、通過各種內存分析工具，比如MAT，分析運行時的內存映像文件，找出造成內存泄露的代碼，並修改。2、適當的使用WeakReference。