Android内存优化总结【整理】

一、Android 内存管理

1.1 Dalvik
Dalvik虚拟机是Android程序的虚拟机，是Android中Java程序的运行基础。其指令集基于寄存器架构，执行其特有的文件格式——dex字节码来完成对象生命周期管理、堆栈管理、线程管理、安全异常管理、垃圾回收等重要功能。

Dalvik虚拟机的内存大体上可以分为 Java Object Heap、Bitmap Memory和Native Heap三种。

Java Object Heap：用于分配对象

Bitmap Memory：用来处理图像，≥Android 3.0, 归到Object Heap中

Native Heap: malloc分配，受系统限制

1.2 查看最大内存限制
ActivityManager mActivityManager = (ActivityManager)getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
int memoryClass = am. getMemoryClass(); //96MB [Mi2S,Android 4.1]

可以通过在AndroidManifest.xml文件中设置来扩大内存限制：（不过不建议使用此参数，建议节省内存）

int largeMemoryClass = am. getLargeMemoryClass(); //384MB [Mi2S,Android 4.1]

1.3 垃圾回收（GC）
作用：自动回收不再被引用的Java Object

1.4 垃圾回收机制
在2.3之前：

Stop-the-world ：也就是垃圾收集线程在执行的时候，其它的线程都停止；
Full heap collection：一次收集完全部的垃圾；
Pause time:≥100ms：一次垃圾收集造成的程序中止时间通常都大于100ms。

在2.3以及更高的版本中：

Cocurrent：大多数情况下，垃圾收集线程与其它线程是并发执行的；
Partial collection：一次可能只收集一部分垃圾；
Pause time:≤5ms：一次垃圾收集造成的程序中止时间通常都小于5ms。

1.5 OutOfMemory Error
主要原因：

1.内存泄露：程序中存在对无用对象的引用，导致GC无法回收。

2.内存超限：保存了多个耗用内存过大的对象（如Bitmap）。

二、内存优化

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在这里插入图片描述

2.1 Coding
Tip 1：使用优化过的数据容器。
如SparseArray,SparseBooleanArray,LongSparseArray，代替HashMap

前提：Key为Integer类型

原因：

HashMap 是内存低效的，因为每一个mapping都需要单独的entry（如下图）。

每个元素多占用8byte内存（多了next和hash两个成员变量）。AutoBox【int转Integer，导致产生另一个对象】也会额外加4byte。Entry对象本身至少16byte。

SparseArray可以避免AutoBox，查找方法为二分查找，效率比HashMap低一些，但百量级以内性能差距不大。

HashMap<Integer, E> hashMap = new HashMap<Integer, E>();

替换为

SparseArray sparseArray = new SparseArray();、

Tip 2：使用IntentService替代Service。
IntentService优势：

•新开线程；
•顺序处理Intent；
•执行完自动退出。
说明：

Service是一个没有界面的服务，但其实它不是后台的，所有的代码默认在UI线程执行。若要执行耗时操作,需要新开线程或者使用AsyncTask。

IntentService继承自Service，所以它也是一个服务。

IntentService使用队列的方式将请求的Intent加入队列，然后开启一个worker thread(线程)来处理队列中的Intent，对于异步的startService请求，IntentService会处理完成一个之后再处理第二个，每一个请求都会在一个单独的worker thread中处理，不会阻塞应用程序的主线程。

IntentService与Service区别:
1,Service默认在UI线程执行；而IntentService的onHandleIntent方法在后台执行。
2,Service在start后，如果没有手动stop会一直存在；而IntentService在执行完后自动退出。

Tip 3：尽量避免使用Enum。
枚举相对于静态常量来说，需要两倍甚至更多的内存。如下是Enum的类型定义：

Tip 4：使用混淆器移除不必要的代码。
ProGuard工具通过移除无用代码，使用语意模糊来保留类，字段和方法来压缩，优化和混淆代码。可以使你的代码更加完整，更少的RAM 映射页。

Tip 5：尽量不要因一两个特性而使用大体积类库。
Tip 6：频繁修改时使用 StringBuffer(Thread-Safe)或 StringBuilder(Thread-Unsafe)。
使用String修改字符串时，若修改后字符串在字符串常量区不存在，便会新生成一个String对象。

Tip 7：对于常量，请尽量使用static final。
如果使用final定义常量之后，会减少编译器在类生成时初始化方法调用时对常量的存储，对于int型常量，将会直接使用其数值来进行替换，而对于String对象将会使用相对廉价的“string constant”指令来替换字段查找表。虽然这个方法并不完全对所有类型都有效，但是，将常量声明为static final绝对是一个好的做法。

Tip 8：对象不用时最好显式置为Null。
对象不用时最好显式置为Null可以减少GC开销。

警惕：静态变量引起内存泄露

这段代码中有一个静态的Resources对象。代码片段mResources = this.getResources()对Resources对象进行了初始化。这时Resources对象拥有了当前Activity对象的引用，Activity又引用了整个页面中所有的对象。

如果当前的Activity被重新创建（比如横竖屏切换，默认情况下整个Activity会被重新创建），由于Resources引用了第一次创建的Activity，就会导致第一次创建的Activity不能被垃圾回收器回收，从而导致第一次创建的Activity中的所有对象都不能被回收。这个时候，一部分内存就浪费掉了。

警惕：使用Activity Context引起内存泄露。
应该尽量使用Application Context。

在Android中，Application Context的生命周期和应用的生命周期一样长，而不是取决于某个Activity的生命周期。如果想保持一个长期生命的对象，并且这个对象需要一个Context，就可以使用Application对象。

看使用的周期是否在activity周期内，如果超出，必须用application；常见的情景包括：AsyncTask，Thread，第三方库初始化等等。

还有些情景，只能用activity：比如，对话框，各种View，需要startActivity的等。总之，尽可能使用Application。

上面由于静态变量导致的内存泄露问题，可以修改如下：

2.2 Bitmap
Tip：捕获异常

因为Bitmap是吃内存大户，为了避免应用在分配Bitmap内存的时候出现OutOfMemory异常以后Crash掉，需要特别注意实例化Bitmap部分的代码。通常，在实例化Bitmap的代码中，一定要对OutOfMemory异常进行捕获。

OutOfMemoryError是一种Error，而不是Exception。

Tip：缓存通用的图像【该方法测试无效】
应用场景：默认头像。有时候，可能需要在一个Activity里多次用到同一张图片。比如一个Activity会展示一些用户的头像列表，而如果用户没有设置头像的话，则会显示一个默认头像，而这个头像是位于应用程序本身的资源文件中的。

此方法无效！因为：

因为Android自带资源文件缓存机制：

在Resource.java类中有LongSparseArray<WeakReference<Drawable.ConstantState> > mDrawableCache

每次会new 一个Drawable，但内部bitmap还是指向cache中的。

Tip：压缩图片
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();

options.inSampleSize = 2;

如果图片像素过大，使用BitmapFactory类的方法实例化Bitmap的过程中，就会发生OutOfMemory异常。

使用BitmapFactory.Options设置inSampleSize就可以缩小图片。属性值inSampleSize表示缩略图大小为原始图片大小的几分之一。即如果这个值为2，则取出的缩略图的宽和高都是原始图片的1/2，图片的大小就为原始大小的1/4。

如果知道图片的像素过大，就可以对其进行缩小。那么如何才知道图片过大呢？

使用BitmapFactory.Options设置inJustDecodeBounds为true后，再使用decodeFile()等方法，并不会真正的分配空间，即解码出来的Bitmap为null，但是可计算出原始图片的宽度和高度，即options.outWidth和options.outHeight。通过这两个值，就可以知道图片是否过大了。

先获取图片真实的宽度和高度，然后判断是否需要跑缩小。如果不需要缩小，设置inSampleSize的值为1。如果需要缩小，则动态计算并设置inSampleSize的值，对图片进行缩小。

Tip：及时回收Bitmap的内存 (≤Android 2.3.3,API10)

仔细查看BitmapFactory的源代码可以看到，生成Bitmap对象最终都是通过JNI调用方式实现的。所以，加载Bitmap到内存里以后，是包含两部分内存区域的。简单的说，一部分是Java部分的，一部分是C部分的。这个Bitmap对象是由Java部分分配的，不用的时候系统就会自动回收了，但是那个对应的C可用的内存区域，虚拟机是不能直接回收的，这个只能调用底层的功能释放。所以需要调用recycle()方法来释放C部分的内存。从Bitmap类的源代码也可以看到，recycle()方法里也的确是调用了JNI方法了的。

Tip： BitmapFactory.Options.inBitmap (≥Android 3.0,API11)
作用：内存重用

定义和存储：

Set<SoftReference<Bitmap>>
mReusableBitmaps;        
//声明

private
 
LruCache<String,
BitmapDrawable> mMemoryCache;

 

//
If you're running on Honeycomb or newer, create a

//
synchronized HashSet of references to reusable bitmaps.

if
 
(Utils.hasHoneycomb())
{         
//Android版本判断

    
mReusableBitmaps
=

            
Collections.synchronizedSet(
new
 
HashSet<SoftReference<Bitmap>>());      
//定义

}

 

mMemoryCache
= 
new
 
LruCache<String,
BitmapDrawable>(mCacheParams.memCacheSize) {

 

    
//
Notify the removed entry that is no longer being cached.

    
@Override

    
protected
 
void
 
entryRemoved(
boolean
 
evicted,
String key,

            
BitmapDrawable
oldValue, BitmapDrawable newValue) {

        
if
 
(RecyclingBitmapDrawable.
class
.isInstance(oldValue))
{

            
//
The removed entry is a recycling drawable, so notify it

            
//
that it has been removed from the memory cache.

            
((RecyclingBitmapDrawable)
oldValue).setIsCached(
false
);

        
} 
else
 
{

            
//
The removed entry is a standard BitmapDrawable.

            
if
 
(Utils.hasHoneycomb())
{

                
//
We're running on Honeycomb or later, so add the bitmap

                
//
to a SoftReference set for possible use with inBitmap later.

                
mReusableBitmaps.add

                        
(
new
 
SoftReference<Bitmap>(oldValue.getBitmap()));    
//存入从LRUCache中删除的对象

            
}

        
}

    
}

....

}

使用方法详见：https://developer.android.com/training/displaying-bitmaps/manage-memory.html#inBitmap

限制：

before Android 4.4 (API level 19)：宽度及高度必须完全相等

after：尺寸小于等于既有内存

2.3 ListView
Tip：从ContentView获取缓存的view

如果不使用缓存convertView的话，调用getView时每次都会重新创建View，这样之前的View可能还没有销毁，加之不断的新建View势必会造成内存泄露。

Tip：使用ViewHolder模式来避免没有必要的调用findViewById()

ViewHolder模式通过getView()方法返回的视图的标签(Tag)中存储一个数据结构，这个数据结构包含了指向我们要绑定数据的视图的引用，从而避免每次调用getView()的时候调用findViewById()。

2.4 SoftReference & WeakReference

软引用

只有当内存空间不足了，才会回收这些对象的内存。

软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

Map<String, SoftReference> imageCache = new HashMap<String, SoftReference>();

弱引用

被垃圾回收器扫描到后即被回收。

Map<String,WeakReference> cacheMap = new HashMap<String, WeakReference>();

只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

案例：异步加载网络图片

详见：http://www.jcodecraeer.com/a/anzhuokaifa/androidkaifa/2013/0920/1554.html

2.5 UI
Tip 1：利用系统资源
系统定义的id：如@android:id/list
系统的图片资源：如@*android:drawable/ic_menu_attachment
系统的文字串资源：如@android:string/yes
系统的Style：如android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceMedium“
系统的颜色定义：如android:background ="@android:color/transparent"

说明：

Android系统本身有很多的资源，包括各种各样的字符串、图片、动画、样式和布局等等，这些都可以在应用程序中直接使用。这样做的好处很多，既可以减少内存的使用，又可以减少部分工作量，也可以缩减程序安装包的大小。

Android中没有公开的资源，在xml中直接引用会报错。除了去找到对应资源并拷贝到我们自己的应用目录下使用以外，我们还可以将引用“@android”改成“@*android”解决。

Tip 2：通用模块抽离

背景
头部标题栏
底部导航栏
ListView
Tip 3：ViewStub
ViewStub是一个隐藏的，不占用内存空间的视图对象，它可以在运行时延迟加载布局资源文件。

定义：

使用：

三、Android 内存监测方法

3.1 adb
adb root
adb shell procrank | grep “com…”【包名】查看概要内存使用情况
或者
adb shell dumpsys meminfo com.*【包名】查看较详细内存使用情况

我们比较关注的几项：
Pss列的TOTAL是APP使用的总内存，也就是在设置中正在运行里面看到的进程使用内存。
Pss列的Dalvik表示APP使用的堆内存。
Pss列的Other dev表示其它设备(如显卡)使用的内存，4.2系统上，开启硬件加速后，这个值会变得很大。
3.2 DDMS

3.3 Memory Analyzer(MAT)

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