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Android 开发如何做好内存优化

Android的一个应用程序的内存泄露对别的应用程序影响不大。为了能够使得Android应用程序安全且快速的运行,Android的每个应用程序都会使用一个专有的Dalvik虚拟机实例来运行,它是由Zygote服务进程孵化出来的,也就是说每个应用程序都是在属于自己的进程中运行的。

编者按:文中有些内容会有所争议(如下图评论),各位可以从中吸取有用的内容,以学习交流的态度来阅读,而不是去以指责的态度去看。

不少人认为JAVA程序,因为有垃圾回收机制,应该没有内存泄露。其实如果我们一个 程序中,已经不再使用某个对象,但是因为仍然有引用指向它,垃圾回收器就无法回收它,当然该对象占用的内存就无法被使用,这就造成了内存泄露。如果我们的 java运行很久,而这种内存泄露不断的发生,最后就没内存可用了。当然java的,内存泄漏和C/C++是不一样的。如果java程序完全结束后,它所 有的对象就都不可达了,系统就可以对他们进行垃圾回收,它的内存泄露仅仅限于它本身,而不会影响整个系统的。C/C++的内存泄露就比较糟糕了,它的内存 泄露是系统级,即使该C/C++程序退出,它的泄露的内存也无法被系统回收,永远不可用了,除非重启机器。

Android的一个应用程序的内存泄露对别的应用程序影响不大。为了能够使得Android应用程序安全且快速的运行,Android的每个应用程序都会使用一个专有的Dalvik虚拟机实例来运行,它是由Zygote服务进程孵化出来的,也就是说每个应用程序都是在属于自己的进程中运行的。 Android为不同类型的进程分配了不同的内存使用上限,如果程序在运行过程中出现了内存泄漏的而造成应用进程使用的内存超过了这个上限,则会被系统视 为内存泄漏,从而被kill掉,这使得仅仅自己的进程被kill掉,而不会影响其他进程(如果是system_process等系统进程出问题的话,则会 引起系统重启)。

一、引用没释放造成的内存泄露

1.1注册没取消造成的内存泄露

这种Android的内存泄露比纯java的内存泄露还要严重,因为其他一些Android程序可能引用我们的Anroid程序的对象(比如注册机 制)。即使我们的Android程序已经结束了,但是别的引用程序仍然还有对我们的Android程序的某个对象的引用,泄露的内存依然不能被垃圾回收。

比如示例1:

假设我们希望在锁屏界面(LockScreen)中,监听系统中的电话服务以获取一些信息(如信号强度等),则可以在LockScreen中定义一个 PhoneStateListener的对象,同时将它注册到TelephonyManager服务中。对于LockScreen对象,当需要显示锁屏界 面的时候就会创建一个LockScreen对象,而当锁屏界面消失的时候LockScreen对象就会被释放掉。

但是如果在释放LockScreen对象的时候忘记取消我们之前注册的PhoneStateListener对象,则会导致LockScreen无法被 垃圾回收。如果不断的使锁屏界面显示和消失,则最终会由于大量的LockScreen对象没有办法被回收而引起OutOfMemory,使得 system_process进程挂掉。

虽然有些系统程序,它本身好像是可以自动取消注册的(当然不及时),但是我们还是应该在我们的程序中明确的取消注册,程序结束时应该把所有的注册都取消掉。

1.2集合中对象没清理造成的内存泄露

我们通常把一些对象的引用加入到了集合中,当我们不需要该对象时,并没有把它的引用从集合中清理掉,这样这个集合就会越来越大。如果这个集合是static的话,那情况就更严重了。

二、资源对象没关闭造成的内存泄露

资源性对象比如(Cursor,File文件等)往往都用了一些缓冲,我们在不使用的时候,应该及时关闭它们,以便它们的缓冲及时回收内存。它们的缓冲 不仅存在于java虚拟机内,还存在于java虚拟机外。如果我们仅仅是把它的引用设置为null,而不关闭它们,往往会造成内存泄露。因为有些资源性对 象,比如SQLiteCursor(在析构函数finalize(),如果我们没有关闭它,它自己会调close()关闭),如果我们没有关闭它,系统在 回收它时也会关闭它,但是这样的效率太低了。因此对于资源性对象在不使用的时候,应该调用它的close()函数,将其关闭掉,然后才置为null.在我 们的程序退出时一定要确保我们的资源性对象已经关闭。

程序中经常会进行查询数据库的操作,但是经常会有使用完毕Cursor后没有关闭的情况。如果我们的查询结果集比较小,对内存的消耗不容易被发现,只有在常时间大量操作的情况下才会复现内存问题,这样就会给以后的测试和问题排查带来困难和风险。

三、一些不良代码成内存压力

有些代码并不造成内存泄露,但是它们,或是对没使用的内存没进行有效及时的释放,或是没有有效的利用已有的对象而是频繁的申请新内存,对内存的回收和分配造成很大影响的,容易迫使虚拟机不得不给该应用进程分配更多的内存,造成不必要的内存开支。

3.1,Bitmap没调用recycle()

Bitmap对象在不使用时,我们应该先调用recycle()释放内存,然后才它设置为null.虽然recycle()从源码上看,调用它应该能立 即释放Bitmap的主要内存,但是测试结果显示它并没能立即释放内存。但是我它应该还是能大大的加速Bitmap的主要内存的释放。

3.2,构造Adapter时,没有使用缓存的 convertView

以构造ListView的BaseAdapter为例,在BaseAdapter中提共了方法:

public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent)来向ListView提供每一个item所需要的view对象。初始时ListView会从BaseAdapter中根据当前的屏幕布局实 例化一定数量的view对象,同时ListView会将这些view对象缓存起来。当向上滚动ListView时,原先位于最上面的list item的view对象会被回收,然后被用来构造新出现的最下面的list item。这个构造过程就是由getView()方法完成的,getView()的第二个形参 View convertView就是被缓存起来的list item的view对象(初始化时缓存中没有view对象则convertView是null)。

由此可以看出,如果我们不去使用convertView,而是每次都在getView()中重新实例化一个View对象的话,即浪费时间,也造成内存垃 圾,给垃圾回收增加压力,如果垃圾回收来不及的话,虚拟机将不得不给该应用进程分配更多的内存,造成不必要的内存开支。ListView回收list item的view对象的过程可以查看:

view plaincopy to clipboardprint?

android.widget.AbsListView.java –> void addScrapView(View scrap) 方法。

在android的开发中,要时刻主要内存的分配和垃圾回收,因为系统为每一个dalvik虚拟机分配的内存是有限的,在google的G1中,分配的最大堆大小只有 16M,后来的机器一般都为24M,实在是少的可怜。这样就需要我们在开发过程中要时刻注意。不要因为自己的代码问题而造成OOM错误。

JAVA的内存管理:

大家都知道,android应用层是由java开发的,android的davlik虚拟机与jvm也类似,只不过它是基于寄存器的。因此要了解android的内存管理就必须得了解java的内存分配和垃圾回收机制。

在java中,是通过new关键字来为对象分配内存的,而内存的释放是由垃圾收集器(GC)来回收的,工程师在开发的过程中,不需要显式的去管理内存。 但是这样有可能在不知不觉中就会浪费了很多内存,最终导致java虚拟机花费很多时间去进行垃圾回收,更严重的是造成JVM的OOM。因此,java工程 师还是有必要了解JAVA的内存分配和垃圾回收机制。

下面列出了存在的问题,点击detail进去,会列出详细的,可能会存在问题的代码:

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-32625.png

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-21158.png

关于MAT的使用可以参考:http://www.blogjava.net/rosen/ … .html

这位兄弟写的比较详细。

总结

不管是java还是android,都应该了解内存分配和垃圾回收机制,工程师要做到写的代码中没有bad code很难,关键是在出现问题的时候该怎么去排查Android内存优化

一、 Android的内存机制

Android的程序由Java语言编写,所以Android的内存管理与Java的内存管理相似。程序员通过new为对象分配内存,所有对象在java堆内分配空间;然而对象的释放是由垃圾回收器来完成的。C/C++中的内存机制是“谁污染,谁治理”,java的就比较人性化了,给我们请了一个专门的清洁工(GC)。

那么GC怎么能够确认某一个对象是不是已经被废弃了呢?Java采用了有向图的原理。Java将引用关系考虑为图的有向边,有向边从引用者指向引用对象。 线程对象可以作为有向图的起始顶点,该图就是从起始顶点开始的一棵树,根顶点可以到达的对象都是有效对象,GC不会回收这些对象。如果某个对象 (连通子图)与这个根顶点不可达(注意,该图为有向图),那么我们认为这个(这些)对象不再被引用,可以被GC回收。

二、Android的内存溢出

Android的内存溢出是如何发生的?

Android的虚拟机是基于寄存器的Dalvik,它的最大堆大小一般是16M,有的机器为24M。因此我们所能利用的内存空间是有限的。如果我们的内存占用超过了一定的水平就会出现OutOfMemory的错误。

为什么会出现内存不够用的情况呢?我想原因主要有两个:

由于我们程序的失误,长期保持某些资源(如Context)的引用,造成内存泄露,资源造成得不到释放。

保存了多个耗用内存过大的对象(如Bitmap),造成内存超出限制。

三、万恶的static

static是Java中的一个关键字,当用它来修饰成员变量时,那么该变量就属于该类,而不是该类的实例。所以用static修饰的变量,它的生命周期是很长的,如果用它来引用一些资源耗费过多的实例(Context的情况最多),这时就要谨慎对待了。

sBackground是一个静态的变量,但是我们发现,我们并没有显式的保存Contex的引用,但是,当Drawable与View连接之 后,Drawable就将View设置为一个回调,由于View中是包含Context的引用的,所以,实际上我们依然保存了Context的引用。这个 引用链如下:

Drawable->TextView->Context

所以,最终该Context也没有得到释放,发生了内存泄露。

如何才能有效的避免这种引用的发生呢?

应该尽量避免static成员变量引用资源耗费过多的实例,比如Context。

Context尽量使用Application Context,因为Application的Context的生命周期比较长,引用它不会出现内存泄露的问题。

使用WeakReference代替强引用。比如可以使用WeakReference<Context> mContextRef;

该部分的详细内容也可以参考Android文档中Article部分。

四、都是线程惹的祸

线程也是造成内存泄露的一个重要的源头。线程产生内存泄露的主要原因在于线程生命周期的不可控。我们来考虑下面一段代码。

有些人喜欢用Android提供的AsyncTask,但事实上 AsyncTask的问题更加严重,Thread只有在run函数不结束时才出现这种内存泄露问题,然而AsyncTask内部的实现机制是运用了 ThreadPoolExcutor,该类产生的Thread对象的生命周期是不确定的,是应用程序无法控制的,因此如果AsyncTask作为 Activity的内部类,就更容易出现内存泄露的问题。

事实上,线程的问题并不仅仅在于内存泄露,还会带来一些灾难性的问题 。

五、行踪诡异的Cursor

Cursor是Android查询数据后得到的一个管理数据集合的类,正常情况下,如果查询得到的数据量较小时不会有内存问题,而且虚拟机能够保证Cusor最终会被释放掉。

然而如果Cursor的数据量特表大,特别是如果里面有Blob信息时,应该保证Cursor占用的内存被及时的释放掉,而不是等待GC来处理。并且 Android明显是倾向于编程者手动的将Cursor close掉,因为在源代码中我们发现,如果等到垃圾回收器来回收时,会给用户以错误提示。

有一种情况下,我们不能直接将Cursor关闭掉,这就是在CursorAdapter中应用的情况,但是注意,CursorAdapter在Acivity结束时并没有自动的将Cursor关闭掉,因此,你需要在onDestroy函数中,手动关闭。

本文分享自微信公众号 - 非著名程序员(non-famous-coder)

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原始发表时间:2014-12-18

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