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Android | App内存优化 之 内存抖动解决实战

本文的精简总结在文首Pre文末小结以及解决技巧处!!!

Pre

  • 定义:内存频繁分配和回收导致内存不稳定
  • 明显特征:频繁GC、 Memory Profiler 内存分配图形曲线呈锯齿状 CPU ProfilerCall Chart 栏下 反复出现绿色条形
  • 危害:导致卡顿、OOM

内存抖动导致OOM

  • 频繁创建对象,!!!!! 导致内存不足或者产生内存碎片!!!!! 内存碎片内存不连续,有 内存空洞 某两个正在使用的内存中间有一个间隔, 这个间隔虽然也被算在可用内存里面, 但实际上,因为它过小, 当我们申请内存的时候,经常是需要申请一定量的连续内存, 而这些碎片小内存不符合要求,是不能拿来使用的)
  • 不连续的内存片无法被分配,可分配的内存不足,导致OOM;
  • 情况严重时会导致卡顿;随后可分配的内存减少,便可能导致OOM!!!

解决内存抖动实战

使用Memory Profile 排查处理

不同的工具,有自己适合的使用场景;

使用Memory Profile 初步排查

(后文中Memory Profile 简写成MP)

  • 图表直观,可以清晰地看到内存曲线;
开始编程
  • 布局:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <Button
        android:id="@+id/bt_memory"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="执行任务" />

</LinearLayout>
  • 对应的Activity文件:
/**
 * 模拟内存抖动的界面
 */
public class MemoryShakeActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    @SuppressLint("HandlerLeak")
    private static Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);

            // 创造内存抖动(编写耗内存的操作)
            for (int index = 0; index <= 100; index++){
                String arg[] = new String[100000];
            }
            mHandler.sendEmptyMessageDelayed(0,30);
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_memory);
        findViewById(R.id.bt_memory).setOnClickListener(this);

    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        mHandler.sendEmptyMessage(0);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
    }
}
  • 运行:
  • 点击按钮前,MP图平稳:
  • 点击按钮后,开始出现锯齿状(真机调试可能锯齿状不会很明显):

小米5s Plus真机调试

Google Nexus_5X调试

这个时候,便可以判断,程序已经发生了内存抖动;

  • 情况严重时会导致卡顿;随后可分配的内存减少,便可能导致OOM!!!
  • 这个时候我们便从MP图锯齿状图形 观察到内存抖动的现象了, 接下来要开始分析, 内存抖动真正发生位置,是在哪里;
  • 真正的项目中,一个Activity可能是有成百上千行代码, 那我们改如何知道哪里出了问题呢;
  • 可以使用MP的堆转储按钮,继续进行分析:

点击堆转储按钮,(或者直接在图中选中一段图形) 工具会弹出刚刚选中的一段时间内, 内存分配情况窗口 阅读时,可以点击下侧表格右上角的栏目项 进行对应项的排序, 如点击Allocations 分配情况表格会按照分配的实例个数进行排列:

我们可以看到锯齿的位置,String[]的分配是相对比较大的; Shallow Size是该类型实例的总大小(以字节为单位);

  • 于是现在可以锁定,String[]是最可疑的引起内存抖动的原因, 点击左边的String[]行项,工具会在右边,弹出另外一个窗口, 窗口上边是分配出来的该类型的所有实例(<工具右上>), 点击任意一个实例, 又会在下边弹出一个该实例的内存分配的堆栈信息<工具右下>——Allocation Call Stack), 信息即,这个实例占有的这块内存,是在哪里分配的:

我们可以看到, MP工具的右下表格显示出来了右上角选中的对应的实例 分配内存的位置—— handlerMessage方法中,MemoryShakeActivity文件的第27行”; 右键之,选中Jump to Source 直接在IDE代码编辑界面,跳转追踪到,可疑诱因String[]创建源码处 / 位置!! 然后便发现原因,进行代码的修改!!

或者也可以使用CPU Profiler 排查处理

Call Chart 标签提供函数跟踪的图形表示形式, 其中,水平轴表示函数耗费的时间,垂直轴显示其被调用者。 对系统 API 的函数调用显示为橙色 应用自有函数调用显示为绿色 对第三方 API(包括 Java 语言 API)的函数调用显示为蓝色 参考文章:

  • Android性能优化之CPU Profiler
  • 运行程序以及MP工具, 使用Record按钮开始记录某一段CPU执行的时间, 接着点击Stop停止对这段时间记录; (上述Record记录完毕之后会在工具下侧弹出图表界面, Call Chart ,依据这些图表数据) 跟踪这一段CPU执行的时间, 如果发现某一段(应用自有函数调用代码(即绿色的条形段)在反复地被执行,!!!! (如下图的箭头所示)便是内存抖动的位置:!!!!

双击Call Chart中的一段绿色条形 可以直接在IDE代码编辑界面,跳转追踪到,可疑诱因String[]分配执行函数 源码处 / 位置!! 然后便发现原因,进行代码的修改!!

小结

  • 使用Memory Profile 初步排查 该工具的图表显示方式非常直观,可以清楚地看到内存的使用情况; 可以很方便地发现 APP在使用过程中, 内存分配图形是不是一个锯齿状,有没有内存抖动的表现!
  • 使用Memory Profiler的堆转储 / 跟踪分配内存 功能 借助Instance View 追踪到分配内存较高/分配实例较多的实例类型 跟踪该实例类型的某几个具体实例创建/分配 位置 (或者使用CPU Profiler,跟踪一段CPU执行的时间, 如果发现某一段应用自有函数调用代码 Call Chart 栏下的绿色条形反复地被执行,便是内存抖动的位置, 追踪这些绿色条形重复执行可疑函数位置), 然后结合代码进行排查,找到诱因位置

内存抖动的解决技巧

重点关注:循环或者频繁调用的地方!! 因为内存抖动就是 内存在被不断地回收分配 这种情况的话经常是 出现在 循环或者频繁调用的地方

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