從概念上來說，內存管理的核心就是兩個部分：分配內存和回收內存。Java語言使用new操作符來分配內存，但是與C/C++等語言不同的是，Java語言並沒有提供任何操作來釋放內存，而是通過一種叫做垃圾收集的機制來回收內存。對於內存管理的實現，我們通過三個方面來加以分析：內存分配，內存回收和內存管理調試。本文就是這一系列文章的第一篇，分析dalvik虛擬機是如何分配內存的。
1. 對象佈局
內存管理的主要操作之一是爲Java對象分配內存，Java對象在虛擬機中的內存佈局如下：
所有的對象都有一個相同的頭部clazz和lock。
（1）clazz:clazz指向該對象的類對象，類對象用來描述該對象所屬的類，這樣可以很容易的從一個對象獲取該對象所屬的類的具體信息。
（2）lock:是一個無符號整數，用以實現對象的同步。
（3）data:存放對象數據，根據對象的不同數據區的大小是不同的。
2. 堆
堆是dalvik虛擬機從操作系統分配的一塊連續的虛擬內存。heapBase是堆的起始地址，heapLimit是堆的最大地址，堆大小的最大值可以通過-Xmx選項或dalvik.vm.heapsize指定。在原生系統中，一般dalvik.vm.heapsize值是32M，在MIUI中我們將其設爲64M。
3. 堆內存位圖
在虛擬機中維護了兩個對應於堆內存的位圖，稱爲liveBits和markBits。
在對象佈局中，我們看到對象最小佔用8個字節。在爲對象分配內存時要求必須8字節對齊。這也就是說，對象的大小會調整爲8字節的倍數。比如說一個對象的實際大小是13字節，但是在分配內存的時候分配16字節。因此所有對象的起始地址一定是8字節的倍數。堆內存位圖就是用來描述堆內存的，每一個bit描述8個字節，因此堆內存位圖的大小是對的64分之一。對於MIUI的實現來說，這兩個位圖各佔1M。
liveBits的作用是用來跟蹤堆中以分配的內存，每分配一個對象時，對象的內存起始地址對應於位圖中的位被設爲1。在下一篇垃圾收集中我們會進一步的分析liveBits和markBits這兩個位圖的作用。
4. 堆的內存管理
在dalvik虛擬機實現中，是通過底層的bionicC庫的malloc/free操作來分配/釋放內存的。bionicC庫的malloc/free操作是基於DougLea的實現(dlmalloc)，這是一個被廣泛使用，久經考驗的C內存管理庫，本文不展開dlmalloc的具體實現，有興趣的讀者請參考http://g.oswego.edu/dl/html/malloc.html。
5. dvmAllocObject
在dalvik虛擬機中，new操作符最終對應dvmAllocObject這個C函數。下面通過僞碼的形式列出dvmAllocObject的實現。
Object*dvmAllocObject(ClassObject *clazz, int flags) {
n = get object size form class object clazz
first try: allocate n bytes from heap
if first try failed {
run garbage collector without collecting soft references
second try: allocate n bytes from heap
}
if second try failed {
third try: grow the heap and allocate n bytes from heap
(註釋：堆是虛擬內存，一開始並未分配所有的物理內存，只要還沒有達到虛擬內存的最大值，可以通過獲取更多物理內存的方式來擴展堆)
}
if third try failed {
run garbage collector with collecting soft references
fourth try: grow the hap and allocate n bytes from heap
}
if fourth try failed, return null pointer, dalvik vm will abort
}
可以看出，爲了分配內存，虛擬機盡了最大的努力，做了四次嘗試。其中進行了兩次垃圾收集，第一次不收集SoftReference，第二次收集SoftReference。從中我們也可以看出垃圾收集的時機，實質上在dalvik虛擬機實現中有3個時機可以觸發垃圾收集的運行：
（1）程序員顯式的調用System.gc()
（2）內存分配失敗時
（3）如果分配的對象大小超過384KB，運行併發標記(concurrent mark)，在下一篇文章中會介紹什麼是併發標記
6.小結
在dalvik虛擬機中，內存分配操作的流程相對比較簡單直觀，從一個堆中分配可用內存，分配失敗時觸發垃圾收集，接下來的文章中我們仔細分析dalvik虛擬機的垃圾收集。