Android應用的內存優化總結

一、Android內存管理機制

1、Java對象的生命週期

Java對象的生命週期經歷7個階段，分別是創建階段、應用階段、不可見階段、不可達階段、收集階段、終結階段、對象控件重新分配階段。

2、內存回收機制

內存的三個區域

內存會有三個區域，Yong Generation(年輕代)、Old Generation(年老代)、permanent Generation（持久代）。
其中年輕代裏面又分爲三個區，eden、S0、S1。

內存的處理過程：

1.對象創建後在Eden區域，

2.執行GC時，如果對象仍然存貨，則複製到S0區。

3.當S0區滿時，改區域存活對象將複製到S1區，然後S0清空，接下來S0和S1角色互換。

4.當第三部達到一定次數後，存活對象將被複制到Old Generation。

5.當這個對象在Old Generation區域挺溜的時間達到一定程度時，它會被移動到Old Generation，最後積累一定時間再移動到Permaent Generation區域，Permaent Generation區域也存放一些靜態文件。

GC回收的一些算法

Copying算法：掃描出存活的對象，並複製到一塊新的完全未使用的控件中，對應於Young Generation，就是在Eden、FromSpace或ToSpace之間copy。

標記算法：掃描出存活對象，然後再回收未標記的對象，回收後對空出的空間要麼合併，要麼標記出來便於下次分配，以減少內存碎片帶來的損耗。年老代對象存活時間較長較穩定，使用標記算法回收。

GC類型

1.kGcCauseForAlloc：在分配內存時內存不夠情況下引起的GC,這種情況下GC會stop World。Stop World 是由於併發GC時，其他線程都會停止。

2.kGcCauseBackground：當內存達到一定閾值的時候引發GC，這個時候是一個後臺GC,不會引起Stop World。

3.kGcCauseExplicit：顯示調用時進行的GC，如果ART打開了這個選項，在system.gc時會進行GC。

其他GC注意事項

1.儘量不去顯式調用 system.gc() 減少不必要的系統開銷，影響應用的流暢度。

2.儘量減少內存泄露，避免OOM。

二、Android內存泄露

1、什麼是內存泄露？

java對象有自己的生命週期，當這個對象不需要再使用時，應該完整地走完生命週期，但因爲某些原因，對象雖然已經不再使用，仍然在內存中並沒有結束整個生命週期，這就意味着這個對象已經泄露了。

GC會選擇一些還存活的對象作爲內存遍歷的根節點 GC Roots,通過對GC Roots的可達性來判斷是否需要回收。

Android系統虛擬機的垃圾回收是通過虛擬機GC機制來實現的。GC會選擇一些存活的對象作爲內存便利的跟節點GC Roots,通過判斷GC Roots的可達性來判斷是否需要回收，如上圖其中 1 2 3 4直接或間接被GC Roots引用鏈相連，這類對象被認爲還需要使用的對象，就不會被回收。5 6 7將會被回收。到那時這裏如果Object4 如果不需要使用的話這時候也不會被回收，就屬於內存泄露。

2、常見內存泄露場景以及注意事項

~ 資源型對象未關閉
~ 註冊對象未註銷
~ 類的靜態變量持有大數據對象 如bitmap
~ 費靜態內部類的靜態實例
~ Handler臨時性內存泄露
~ 容器中的對象沒有清理造成的內存泄露

3、內存泄露分析工具

leakcanary

三、常見注意事項避免內存消耗過多

1、AutoBoxing自動裝箱過程


Integer num=0;
for(int i=0;i<100;i++){
num+=i;
​​}​​

這段代碼每次循環，虛擬機都必須創建一個新的整數對象，並把它加到其他整數對象前面，創建一個新的整數對象，意味着要消耗更多性能。int只有4字節，而Integer對象有16字節。

2、內容複用

1、有效利用系統自帶資源。
2、視圖複用，如ViewHolder。
3、對象池。
4、Bitmap對象複用。

3、使用最優的數據類型

1、當對象的數目在1000以內且特別多訪問而刪除和插入不高的時候儘量用ArrayMap替代HashMap。
2、枚舉的最大優點是安全、易讀，但是內存消耗是定義常量的三倍以上。可以使用註解方式來檢查安全。
3、使用IntDef和StringDef檢查類型安全。
4、LruCache建議使用這個緩存機制，但是既不能分配太大，也不能分配太小。

4、圖片的內存優化

設置位圖規格，使用inSampleSize實現位圖縮放和壓縮。使用緩存機制等。

四、內存分析工具

1、Memory Monitor

這個是一個我們開發過程中很常用的內存、CPU、網絡的分析工具。

界面很直觀，左上角有運行的機型和項目包名，然後最直觀的動態圖，分別是CPU、Memory、NetWork。點進去可以進入的Memory。

這裏可以清晰的看到顏色對應區域佔用的內存大小。

通過這兩張圖 內存的大部分信息都能查閱到。我們在操作APP加載圖片等操作時候能看到內存上升、和下降，如果操作APP後發現內存不會下降可能就是我們有些對象沒有及時釋放，也有可能導致內存泄露。
還有對應的模擬GC，查看時間段具體內存信息以及一段時間的內存追蹤等工具可以使用。可以定位到具體的代碼行。如下圖：

這裏有一個Shallow size這個屬性的概念：
Shallow size就是對象本身佔用內存的大小，不包含其引用的對象。常規對象（非數組）的Shallow size有其成員變量的數量和類型決定。數組的shallow size有數組元素的類型（對象類型、基本類型）和數組長度決定。

2、Heap Viewrer

如果是Android Studio的話通過Tools->Android->Android Device Monitor找到這個工具。
進入後選擇運行APP的包名然後點擊update Heap按鈕，這時候會在每次gc時展示數據信息，也可以在後面手動GC，如果在操作頁面這時候可能會發現小卡頓，因爲在GC時，可能導致其他線程停止工作，這時可以清晰看到表中內存信息：
頭部總覽視圖：

標題	含義
Heap Size	堆棧分配給APP的內存大小。
Allocated	已分配使用的內存大小。
Free	空閒的內存大小。
%Used	Allocated/Heap Size 的使用率。
Object	對象數量

下面詳情視圖：

標題	含義
free	空閒的對象
data object	數據對象，Java類類型對象，是最主要的觀察對象。
class object	java類類型的引用對象。
1-byte array(byte[],boolean[])	一字節的數組對象。
2-byte array(short[],char[])	兩字節的數組對象。
4-byte array(object[],int[],float[])	4字節的數組對象。
8-byte array(long[],double[])	8字節的數組對象。
non-java object	非Java對象。

每個類型的數據值對應：

標題	含義
Count	數量
Total Size	總共佔用的內存的大小
Smallest	將對象佔用內存從小到大排列，排在第一個對象佔用內存大小
Largest	將對象佔用內存從小到大排列，排在最後一個對象佔用的內存大小。
Median	將對象佔用內存從小到大排列，排在總監的對象佔用的內存大小。
Average	平均值