Android内存溢出到性能优化

写这个一方面当作对自己的知识点的查缺补漏,一方面也权当是学习笔记吧,以前也没想过系统地去了解这些。

从Java的内存分配机制,关于堆栈的理解,到内存泄漏,就是该释放的对象没有被释放,一直被某个或某些实例所持有却不再被使用导致 GC 不能回收,长时间下去,程序的内存大于系统分配的内存,就会导致内存的溢出(OOM:Out Of Memory),因此,就需要优化。

内存分配

先简单了解下Java程序内存分配:

  • 静态分配->静态存储区、方法区(主要存放static等常量静态数据)
  • 栈式分配->栈区(局部变量,容量有限的高速处理器执行,方法结束自动释放)
  • 堆式分配->堆区(动态内存分配,一般指new出来的对象实例,由gc回收)

另外栈中可以定义一个变量,变量的取值可以等于堆中的数组或者对象的地址,这个变量就是引用变量。局部变量的基本数据类型和引用存储于栈中,引用的对象实体存储于堆中。成员变量全部存储与堆中(包括基本数据类型,引用和引用的对象实体),因为它们属于类,类对象终究是要被new出来使用的。

对于Android,ActivityManager的getMemoryClass()的方法可以得到Dalvik Heap的阈值;最常用的一个缓存算法是LRU(Least Recently Use),即优先干掉最少使用的程序。

内存泄漏

内存泄漏:该被释放的对象没有释放,一直被某个或某些实例所持有却不再被使用导致 GC 不能回收。比如静态集合类保存的东西,如果不用了,需要及时删除掉,否则会一直持有,删除的对象如果进行过修改,有可能删除失败,这点需要注意下。

Activity泄漏

如果你持有一个未使用的 Activity 的引用,其实也就持有了 Activity 的布局,自然也就包含了所有的 View,所以这个泄漏其实挺大的有没有?比如静态变量持有对当前Activity的引用,因为其生命周期不一样很容易导致当前的Activity其实我们不用了,但是还存在于内存中。跟Activity相关的内存泄漏大致:

  • 监听器没有及时释放
  • 数据库没有及时关闭
  • 匿名内部类/非静态内部类,持有对外部类(一般是Activity)的引用。如果有生命周期不一样的异步线程,那就要小心了,比如Handler。
  • 单例模式一般都是持续于整个生命周期的,那么持有外部的引用也会造成内存泄漏
  • 尽量避免使用 static 成员变量,因为static是与程序的生命周期一样的,一般持有的引用也会造成内存泄漏

性能优化

性能优化的目的就是为了不让内存溢出导致闪退。

在Android应用的开发中,为了防止内存溢出,在处理一些占用内存大而且声明周期较长的对象时候,可以尽量应用软引用和弱引用技术。

reference

比如静态Handler必须持有Activity的时候,我们需要将Activity设为软引用或者弱引用,这样在gc执行的时候或者内存不足的时候会自动回收掉这些引用。

减小对象的内存占用

  • 使用更加轻量的数据结构,SparseArray替代HashMap。因为使用HashMap时,即使你只设置了一个基本数据类型的键,比如说int,但是也会按照对象的大小来分配内存,大概是32字节,而不是4字节,因此最好使用优化后的数据集合
  • 基本数据类型来代替封装数据类型,int比Integer要更加有效
  • 任何一个Java类,包括匿名类、内部类,都要占用大概500字节的内存空间,任何一个类的实例要消耗12-16字节的内存开支,因此频繁创建实例也是会在一定程序上影响内存的。比如自定义View的onDraw方法,会频繁的执行,所以最好不要在里面过多的创建实例
  • 避免在Android里面使用Enum,枚举通常会比使用静态常量消耗两倍以上的内存,尽可能不使用枚举
  • 减小Bitmap对象的内存占用
  • 使用更小的图片,比如xml中加载的图片可以经过压缩,Android Studio自带webp格式的转换

内存对象的重复利用

  • 复用系统自带的资源
  • Bitmap对象的复用
  • 避免在onDraw方法里面执行对象的创建
  • StringBuilder
  • 注意在ListView/GridView等出现大量重复子组件的视图里对ConvertView的复用,现在基本使用RecyclerView了

避免对象的内存泄露

  • 注意Activity的泄漏,比如Handler内部类会持有外部类的一个引用
  • 考虑使用Application Context而不是Activity Context
  • 注意临时Bitmap对象的及时回收
  • 注意监听器的注销、Cursor对象是否及时关闭
  • 注意缓存容器中的对象泄漏

内存使用策略优化

  • 当界面不可见的时候适当的释放内存,重写Activity的onTrimMemory()方法,然后在这个方法中监听TRIM_MEMORY_UI_HIDDEN这个级别,一旦触发说明用户离开了程序,此时就可以进行资源释放操作了。
  • 当内存紧张时释放内存 onTrimMemory()方法还有很多种其他类型的回调,可以在手机内存降低的时候及时通知我们,我们应该根据回调中传入的级别来去决定如何释放应用程序的资源。
  • 资源文件需要选择合适的文件夹进行存放,比如不希望拉伸的图片放在nodpi文件夹中
  • 谨慎使用static对象。static final和static的区别,仅static是需要方法运行的,而加上final是直接使用的
  • 特别留意单例对象中不合理的持有,生命周期不一致的问题
  • 珍惜Services资源
  • 优化布局层次,重用,需要时加载ViewStub,减少内存消耗
  • 谨慎使用“抽象”编程,在Android使用抽象编程会带来额外的内存开支,因为抽象的编程方法需要编写额外的代码,虽然这些代码根本执行不到,但是也要映射到内存中,不仅占用了更多的内存,在执行效率上也会有所降低。所以需要合理的使用抽象编程。
  • 谨慎使用依赖注入框架,因为会加载一些你不需要的东西,很久才会释放
  • 谨慎使用多进程
  • 使用ProGuard来剔除不需要的代码
  • 谨慎使用第三方libraries
  • 考虑不同的实现方式来优化内存占用

参考

Android内存优化之OOM

10条提升Android性能的建议

Android 开发工程师面试指南