android 內存優化

一、 Android的內存機制

    Android的程序由Java語言編寫，所以Android的內存管理與Java的內存管理相似。程序員通過new爲對象分配內存，所有對象在java堆內分配空間；然而對象的釋放是由垃圾回收器來完成的。C／C++中的內存機制是“誰污染，誰治理”，java的就比較人性化了，給我們請了一個專門的清潔工（GC）。

    那麼GC怎麼能夠確認某一個對象是不是已經被廢棄了呢？Java採用了有向圖的原理。Java將引用關係考慮爲圖的有向邊，有向邊從引用者指向引用對象。線程對象可以作爲有向圖的起始頂點，該圖就是從起始頂點開始的一棵樹，根頂點可以到達的對象都是有效對象，GC不會回收這些對象。如果某個對象 (連通子圖)與這個根頂點不可達(注意，該圖爲有向圖)，那麼我們認爲這個(這些)對象不再被引用，可以被GC回收。

二、Android的內存溢出

    Android的內存溢出是如何發生的?

    Android的虛擬機是基於寄存器的Dalvik，它的最大堆大小一般是16M，有的機器爲24M。因此我們所能利用的內存空間是有限的。如果我們的內存佔用超過了一定的水平就會出現OutOfMemory的錯誤。

爲什麼會出現內存不夠用的情況呢？我想原因主要有兩個：

• 由於我們程序的失誤，長期保持某些資源（如Context）的引用，造成內存泄露，資源造成得不到釋放。
• 保存了多個耗用內存過大的對象（如Bitmap），造成內存超出限制。

三、萬惡的static

    static是Java中的一個關鍵字，當用它來修飾成員變量時，那麼該變量就屬於該類，而不是該類的實例。所以用static修飾的變量，它的生命週期是很長的，如果用它來引用一些資源耗費過多的實例（Context的情況最多），這時就要謹慎對待了。

1. public class ClassName {  
2.      private static Context mContext;  
3.      //省略  
4. }  

以上的代碼是很危險的，如果將Activity賦值到麼mContext的話。那麼即使該Activity已經onDestroy，但是由於仍有對象保存它的引用，因此該Activity依然不會被釋放。

    我們舉Android文檔中的一個例子。

1. private static Drawable sBackground;  
2.      
3.  @Override  
4.  protected void onCreate(Bundle state) {  
5.    super.onCreate(state);  
6.      
7.    TextView label = new TextView(this);  
8.    label.setText("Leaks are bad");  
9.      
10.    if (sBackground == null) {  
11.      sBackground = getDrawable(R.drawable.large_bitmap);  
12.    }  
13.    label.setBackgroundDrawable(sBackground);  
14.      
15.    setContentView(label);  
16.  }  

    sBackground, 是一個靜態的變量，但是我們發現，我們並沒有顯式的保存Contex的引用，但是，當Drawable與View連接之後，Drawable就將View設置爲一個回調，由於View中是包含Context的引用的，所以，實際上我們依然保存了Context的引用。這個引用鏈如下：

    Drawable->TextView->Context

    所以，最終該Context也沒有得到釋放，發生了內存泄露。

    如何纔能有效的避免這種引用的發生呢？

    第一，應該儘量避免static成員變量引用資源耗費過多的實例，比如Context。

    第二、Context儘量使用Application Context，因爲Application的Context的生命週期比較長，引用它不會出現內存泄露的問題。

    第三、使用WeakReference代替強引用。比如可以使用WeakReference mContextRef;

    該部分的詳細內容也可以參考Android文檔中Article部分。

四、都是線程惹的禍

    線程也是造成內存泄露的一個重要的源頭。線程產生內存泄露的主要原因在於線程生命週期的不可控。我們來考慮下面一段代碼。

1. public class MyActivity extends Activity {  
2.     @Override  
3.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
4.         super.onCreate(savedInstanceState);  
5.         setContentView(R.layout.main);  
6.         new MyThread().start();  
7.     }  
8.   
9.     private class MyThread extends Thread{  
10.         @Override  
11.         public void run() {  
12.             super.run();  
13.             //do somthing  
14.         }  
15.     }  
16. }  

    這段代碼很平常也很簡單，是我們經常使用的形式。我們思考一個問題：假設MyThread的run函數是一個很費時的操作，當我們開啓該線程後，將設備的橫屏變爲了豎屏，一般情況下當屏幕轉換時會重新創建Activity，按照我們的想法，老的Activity應該會被銷燬纔對，然而事實上並非如此。

    由於我們的線程是Activity的內部類，所以MyThread中保存了Activity的一個引用，當MyThread的run函數沒有結束時，MyThread是不會被銷燬的，因此它所引用的老的Activity也不會被銷燬，因此就出現了內存泄露的問題。

    有些人喜歡用Android提供的AsyncTask，但事實上AsyncTask的問題更加嚴重，Thread只有在run函數不結束時纔出現這種內存泄露問題，然而AsyncTask內部的實現機制是運用了ThreadPoolExcutor,該類產生的Thread對象的生命週期是不確定的，是應用程序無法控制的，因此如果AsyncTask作爲Activity的內部類，就更容易出現內存泄露的問題。

    這種線程導致的內存泄露問題應該如何解決呢？

    第一、將線程的內部類，改爲靜態內部類。

    第二、在線程內部採用弱引用保存Context引用。

    解決的模型如下：

1. public abstract class WeakAsyncTaskProgress, Result, WeakTarget> extends  
2.         AsyncTaskProgress, Result> {  
3.     protected WeakReference mTarget;  
4.   
5.     public WeakAsyncTask(WeakTarget target) {  
6.         mTarget = new WeakReference(target);  
7.     }  
8.   
9.       
10.     @Override  
11.     protected final void onPreExecute() {  
12.         final WeakTarget target = mTarget.get();  
13.         if (target != null) {  
14.             this.onPreExecute(target);  
15.         }  
16.     }  
17.   
18.       
19.     @Override  
20.     protected final Result doInBackground(Params... params) {  
21.         final WeakTarget target = mTarget.get();  
22.         if (target != null) {  
23.             return this.doInBackground(target, params);  
24.         } else {  
25.             return null;  
26.         }  
27.     }  
28.   
29.       
30.     @Override  
31.     protected final void onPostExecute(Result result) {  
32.         final WeakTarget target = mTarget.get();  
33.         if (target != null) {  
34.             this.onPostExecute(target, result);  
35.         }  
36.     }  
37.   
38.     protected void onPreExecute(WeakTarget target) {  
39.         // No default action  
40.     }  
41.   
42.     protected abstract Result doInBackground(WeakTarget target, Params... params);  
43.   
44.     protected void onPostExecute(WeakTarget target, Result result) {  
45.         // No default action  
46.     }  
47. }  

    事實上，線程的問題並不僅僅在於內存泄露，還會帶來一些災難性的問題。由於本文討論的是內存問題，所以在此不做討論。

五、超級大胖子Bitmap

    可以說出現OutOfMemory問題的絕大多數人，都是因爲Bitmap的問題。因爲Bitmap佔用的內存實在是太多了，它是一個“超級大胖子”，特別是分辨率大的圖片，如果要顯示多張那問題就更顯著了。

    如何解決Bitmap帶給我們的內存問題？

    第一、及時的銷燬。

    雖然，系統能夠確認Bitmap分配的內存最終會被銷燬，但是由於它佔用的內存過多，所以很可能會超過java堆的限制。因此，在用完Bitmap時，要及時的recycle掉。recycle並不能確定立即就會將Bitmap釋放掉，但是會給虛擬機一個暗示：“該圖片可以釋放了”。

    第二、設置一定的採樣率。

    有時候，我們要顯示的區域很小，沒有必要將整個圖片都加載出來，而只需要記載一個縮小過的圖片，這時候可以設置一定的採樣率，那麼就可以大大減小佔用的內存。如下面的代碼：

1.  private ImageView preview;  
2.  BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  
3.  options.inSampleSize = 2;//圖片寬高都爲原來的二分之一，即圖片爲原來的四分之一  
4.  Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(cr.openInputStream(uri), null, options);  
5. preview.setImageBitmap(bitmap);  

    第三、巧妙的運用軟引用（SoftRefrence）

    有些時候，我們使用Bitmap後沒有保留對它的引用，因此就無法調用Recycle函數。這時候巧妙的運用軟引用，可以使Bitmap在內存快不足時得到有效的釋放。如下例：

1.   
2. private class MyAdapter extends BaseAdapter {  
3.   
4.     private ArrayList> mBitmapRefs = new ArrayList>();  
5.     private ArrayList mValues;  
6.     private Context mContext;  
7.     private LayoutInflater mInflater;  
8.   
9.     MyAdapter(Context context, ArrayList values) {  
10.         mContext = context;  
11.         mValues = values;  
12.         mInflater = (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);  
13.     }  
14.     public int getCount() {  
15.         return mValues.size();  
16.     }  
17.   
18.     public Object getItem(int i) {  
19.         return mValues.get(i);  
20.     }  
21.   
22.     public long getItemId(int i) {  
23.         return i;  
24.     }  
25.   
26.     public View getView(int i, View view, ViewGroup viewGroup) {  
27.         View newView = null;  
28.         if(view != null) {  
29.             newView = view;  
30.         } else {  
31.             newView =(View)mInflater.inflate(R.layout.image_view, false);  
32.         }  
33.   
34.         Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(mValues.get(i).fileName);  
35.         mBitmapRefs.add(new SoftReference(bitmap));     //此處加入ArrayList  
36.         ((ImageView)newView).setImageBitmap(bitmap);  
37.   
38.         return newView;  
39.     }  
40. }  

六、行蹤詭異的Cursor

    Cursor是Android查詢數據後得到的一個管理數據集合的類，正常情況下，如果查詢得到的數據量較小時不會有內存問題，而且虛擬機能夠保證Cusor最終會被釋放掉。

    然而如果Cursor的數據量特表大，特別是如果裏面有Blob信息時，應該保證Cursor佔用的內存被及時的釋放掉，而不是等待GC來處理。並且Android明顯是傾向於編程者手動的將Cursor close掉，因爲在源代碼中我們發現，如果等到垃圾回收器來回收時，會給用戶以錯誤提示。

    所以我們使用Cursor的方式一般如下：

1. Cursor cursor = null;  
2. try {  
3.     cursor = mContext.getContentResolver().query(uri,null, null,null,null);  
4.     if(cursor != null) {  
5.         cursor.moveToFirst();  
6.         //do something  
7.     }  
8. } catch (Exception e) {  
9.     e.printStackTrace();    
10. } finally {  
11.     if (cursor != null) {  
12.        cursor.close();  
13.     }  
14. }  

    有一種情況下，我們不能直接將Cursor關閉掉，這就是在CursorAdapter中應用的情況，但是注意，CursorAdapter在Acivity結束時並沒有自動的將Cursor關閉掉，因此，你需要在onDestroy函數中，手動關閉。

1. @Override  
2. protected void onDestroy() {        
3.     if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) {  
4.         mAdapter.getCursor().close();  
5.     }  
6.     super.onDestroy();   
7. }  

  CursorAdapter中的changeCursor函數，會將原來的Cursor釋放掉，並替換爲新的Cursor，所以你不用擔心原來的Cursor沒有被關閉。

  你可能會想到使用Activity的managedQuery來生成Cursor，這樣Cursor就會與Acitivity的生命週期一致了，多麼完美的解決方法！然而事實上managedQuery也有很大的侷限性。

    managedQuery生成的Cursor必須確保不會被替換，因爲可能很多程序事實上查詢條件都是不確定的，因此我們經常會用新查詢的Cursor來替換掉原先的Cursor。因此這種方法適用範圍也是很小。

七、其它要說的。

    其實，要減小內存的使用，其實還有很多方法和要求。比如不要使用整張整張的圖，儘量使用9path圖片。Adapter要使用convertView等等，好多細節都可以節省內存。這些都需要我們去挖掘，誰叫Android的內存不給力來着。