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Android性能優化：手把手帶你全面實現內存優化

03-13

前言

  • 在 Android開發中，性能優化策略十分重要
  • 本文主要講解性能優化中的內存優化，希望你們會喜歡

目錄

1. 定義

優化處理 應用程序的內存使用、空間佔用

2. 作用

避免因不正確使用內存 & 缺乏管理，從而出現 內存泄露（ML）、內存溢出（OOM）、內存空間佔用過大 等問題，最終導致應用程序崩潰（Crash）

3. 儲備知識：Android 內存管理機制

3.1 簡介

下面，將針對回收 進程、對象 、變數的內存分配 & 回收進行詳細講解

3.2 針對進程的內存策略

a. 內存分配策略

由 ActivityManagerService 集中管理 所有進程的內存分配

b. 內存回收策略

  • 步驟1：Application Framework 決定回收的進程類型

    Android中的進程 是託管的；當進程空間緊張時，會 按進程優先順序低->>高的順序 自動回收進程

Android將進程分為5個優先等級，具體如下：

  • 步驟2：Linux 內核真正回收具體進程
  1. ActivityManagerService 對 所有進程進行評分（評分存放在變數adj中）
  2. 更新評分到Linux 內核
  3. 由Linux 內核完成真正的內存回收

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源碼ActivityManagerService.java

3.3 針對對象、變數的內存策略

  • Android的對於對象、變數的內存策略同 Java
  • 內存管理 = 對象 / 變數的內存分配 + 內存釋放

下面，將詳細講解內存分配 & 內存釋放策略

a. 內存分配策略

  • 對象 / 變數的內存分配 由程序自動 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、局部變數 & 對象實例
  • 具體介紹如下

註：用1個實例講解 內存分配

public class Sample {
// 該類的實例對象的成員變數s1、mSample1 & 指向對象存放在堆內存中
int s1 = 0;
Sample mSample1 = new Sample();

// 方法中的局部變數s2、mSample2存放在 棧內存
// 變數mSample2所指向的對象實例存放在 堆內存
public void method() {
int s2 = 0;
Sample mSample2 = new Sample();
}
}
// 變數mSample3的引用存放在棧內存中
// 變數mSample3所指向的對象實例存放在堆內存
// 該實例的成員變數s1、mSample1也存放在堆內存中
Sample mSample3 = new Sample();

b. 內存釋放策略

  • 對象 / 變數的內存釋放 由Java垃圾回收器（GC） / 幀棧 負責
  • 此處主要講解對象分配（即堆式分配）的內存釋放策略 = 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）的內存釋放 = 垃圾回收演算法，主要包括：

  • 具體介紹如下

4. 常見的內存問題 & 優化方案

  • 常見的內存問題如下

  1. 內存泄露
  2. 內存抖動
  3. 圖片Bitmap相關
  4. 代碼質量 & 數量
  5. 日常不正確使用

  • 下面，我將詳細分析每項的內存問題 & 給出優化方案

4.1 內存泄露

  • 簡介

    即 ML （Memory Leak），指 程序在申請內存後，當該內存不需再使用 但 卻無法被釋放 & 歸還給 程序的現象
  • 對應用程序的影響

    容易使得應用程序發生內存溢出，即 OOM

內存溢出 簡介：

  • 發生內存泄露的本質原因

  • 常見內存泄露原因

  1. 集合類
  2. Static關鍵字修飾的成員變數
  3. 非靜態內部類 / 匿名類
  4. 資源對象使用後未關閉

  • 優化方案

    具體請看文章：Android性能優化：手把手帶你全面了解 內存泄露 & 解決方案

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 & 內存管理

  • 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性能優化：那些關於Bitmap優化的小事

4.3 內存抖動

  • 簡介

  • 優化方案

    盡量避免頻繁創建大量、臨時的小對象

4.4 代碼質量 & 數量

  • 優化原因

    代碼本身的質量（如 數據結構、數據類型等） & 數量（代碼量的大小）可能會導致大量的內存問題，如佔用內存大、內存利用率低等
  • 優化方案

    主要從代碼總量、數據結構、數據類型、 & 數據對象引用 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內存問題，下面我將詳細介紹。
  • 優化方案

註：

  1. 還有1個內存優化的終極方案：調大 虛擬機Dalvik的堆內存大小
  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 應用程序需更大的堆內存
  3. 但不建議 & 不鼓勵該做法

4.6 額外小技巧

此處，還有一些內存優化的小技巧希望告訴給大家

  • 技巧1：獲取當前可使用的內存大小

    調用 ActivityManager.getMemoryClass（）方法可獲取當前應用可用的內存大小（單位 = 兆）
  • 技巧2：獲取當前的內存使用情況

    在應用生命周期的任何階段，調用 onTrimMemory()獲取應用程序 當前內存使用情況（以內存級別進行識別），可根據該方法返回的內存緊張級別參數 來釋放內存

Android 4.0 後提供的一個API

  • 技巧3：當視圖變為隱藏狀態時，則釋放內存

    當用戶跳轉到不同的應用 & 視圖不再顯示時, 應釋放應用視圖所佔的資源
  1. 註：此時釋放所佔用的資源能顯著的提高系統的緩存處理容量
  2. 具體操作：實現當前Activity類的onTrimMemory()後，當用戶離開視圖時會得到通知；若得到返回的參數 = TRIM_MEMORY_UI_HIDDEN 即代表視圖變為隱藏狀態，則可釋放視圖所佔用的資源.

5. 輔助內存優化的分析工具

  • 哪怕完全了解 內存的原因，但難免還是會出現人為難以發現的內存問題
  • 下面將簡單介紹幾個主流的輔助分析內存優化的工具，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 內存分析工具 ->>下載地址
  • 作用：查看當前內存佔用情況

通過分析 Java 進程的內存快照 HPROF 分析，快速計算出在內存中對象佔用的大小，查看哪些對象不能被垃圾收集器回收 & 可通過視圖直觀地查看可能造成這種結果的對象

  • 具體使用：MAT使用攻略

5.2 Heap Viewer

  • 定義：一個的 Java Heap 內存分析工具
  • 作用：查看當前內存快照

可查看 分別有哪些類型的數據在堆內存總 & 各種類型數據的佔比情況

  • 具體使用：Heap Viewer使用攻略

5.3 Allocation Tracker

  • 簡介：一個內存追蹤分析工具
  • 作用：追蹤內存分配信息，按順序排列
  • 具體使用：Allocation Tracker使用攻略

5.4 Memory Monitor

  • 簡介：一個 Android Studio 自帶 的圖形化檢測內存工具
  • 作用：跟蹤系統 / 應用的內存使用情況。核心功能如下

  • 具體使用：Android Studio 的 Memory Monitor使用攻略

5.5 LeakCanary

  • 簡介：一個square出品的Android開源庫 ->>下載地址
  • 作用：檢測內存泄露
  • 具體使用：https://www.liaohuqiu.net/cn/posts/leak-canary/

至此，關於內存優化的所有知識講解完畢

6. 總結

  • 本文主要講解內存優化的相關知識，總結如下：

鏈接：jianshu.com/p/9745a9375 轉載請註明原文鏈接

下面我將繼續深入講解 Android中的性能優化知識，有興趣可以繼續關注

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