内存管理

性能优化总纲：

大概会花一个月左右的时间出7-8个专题来分享一下在工作和学习中积累下来的Android性能优化经验。
希望大家会持续关注。

现在是专题二：内存优化

但这也仅仅是为大家提供一些思路与较为全面的总结，算不上什么，希望有错误或问题在下面评论。

最后完结以后会将思维导图与优化框架整理出来，请期待。
如果程序会运行着崩溃、或者突然被系统杀死，那你就该继续往下看。

Anroid优化(二)_内存优化2.png

这是这章的思维导图，不过压缩严重，下面是样图，原图和源文件在最下方链接。还是值得下载的。

样图

题记

应用的生存期绝大部分时间都用于处理内存中的数据，虽然我们大多数人都意识到在手机上要尽可能少使用内存，但并非所有人都认识到了内存使用对性能的影响。所以，下面我们来讨论一下。

一、谈谈移动设备中的内存

• 无论分配给应用多少内存，它都不会满足。

• 移动设备和传统的电脑有两个很大的差异；

• 物理内存大小

• 虚拟内存交换能力

• 要在一定设备上使用尽可能少的内存，既是经验也是常识。

  • 好处：
    减少碰到oom异常的风险
    提升性能

• 性能取决于以下三个因素( 我们会在下面讲解)

  • CPU如何操纵特定的数据类型
  • 数据和指令需要占用多少存储空间

二、采用合适的数据类型

使用long比short和int慢
同样，只使用double及混用float和double，比只用float慢。

注意：由于并不是所有指令的执行时间都相同，再加上cpu很复杂，所以并不能推测出具体的时间。 short数组排序远比其他类型数组快

原因： short使用计数排序，算法复杂度是线性的
而int和long使用快速排序算法

处理64位类型(long或double)比处理32位类型慢

总的来说，
就是:

1、处理大量数据时，使用可以满足要求的最小数据类型

2、避免类型转换。尽量保持类型一致，尽可能在计算中使用单一类型。

3、如果有必要取得更好的性能，推倒重来，但要认真处理。

三、你需要知道的访问内存

1、操纵较大类型的数据代价较高，因为用到了指令较多。 直观的来说，指令越多性能越差，CPU需要做很多额外的工作

2、此外、代码和数据都驻留在内存中，访问内存本身也有开销。 因为访问内存会产生一些开销，CPU会把最近访问的内容缓存起来，无论是内存读还是写。

3、CPU通常使用两级缓存或者三级缓存：

• 一级缓存
• 二级缓存
• 三级缓存(一般用于服务器机或游戏机器)

4、当数据或指令在缓存中找不到时，就是缓存未命中。这是需要从内存中读取数据或指令。
缓存未命中几种情况：

• 指令缓存读未命中
• 数据缓存读未命中
• 写未命中

注意：第一种缓存未命中最关键，因为CPU要一直等到从内存中读出指令，才可以继续执行。

另外：现代CPU都能够自动预取内存，为了避免或者只说是限制了缓存未命中情况的发生。

四、通过垃圾收集管理内存

1、Java的一个非常重要的优点是垃圾收集

• 原理： 不再使用的对象内存会被垃圾收集器释放(回收)。
• 注意：还是会出现内存泄露的情况。

• 垃圾收集器会帮你管理内存，它做的不仅仅是释放不用的内存。 
  

2、内存泄漏：

• 只有当某个对象不再被引用时，它的内存才会被回收，当该被释放的对象引用仍然存在时就会发生内存泄漏。
• 一个典型例子就是，由于屏幕旋转，整个Activity对象会有泄露 很严重！因为Activity对象占用相当多内存。

3、 避免内存泄漏方案。(大多数只能用来分析，并不会告诉你是否内存泄漏)

• DDMS视图里面的Heap与Tracker 可以跟踪内存使用和分配情况。 AS里面的monitor 有内存、网络、等四个视图
• StrictMode类 会将检测到的违规操作，将结果写到日志中。 只能用来分析，并不会告诉你是否内存泄漏
• OneAPM 用过，并且也去面试过，很不错。

五、通过Java中的引用来更好的管理

1、内存释放是垃圾收集器的一个重要的特性，在垃圾收集器中它的作用比在内存管理系统中大得多。

2、Java定义了4中类型的引用

• 强（Strong）:
  其实就是普通的创建对象，保持无用对象的强引用可能会导致内存泄漏
• 软（Soft）:
  其实软引用和弱引用在本质上是类似的，软引用适用于缓存，它可以自动删除缓存中的条目

• 弱（Weak）         
          保障下次垃圾回收时基本会收走
  

• 虚（Phantom）
  几乎很少用到

3、当需要缓存或映射时，你不必实现类似的内存管理系统。精心规划引用后，大部分工作可以放心地交给垃圾收集器完成。

4、 垃圾收集
垃圾收集可能会再不定的时间触发，你几乎无法控制它的时机。
但是有时，你可以通过System.gc( );提醒一下Android，
虽然如此，垃圾收集机制发生时间最终时间是不由你确定的。

5、 垃圾收集发生在应用的主线程，所以：

• 很可能降低响应速度和性能。
• 在及时游戏中会出现丢帧，因为有太多时间花在垃圾收集上。
• Andorid2.3有了转机，垃圾收集工作转移到了一个单独的线程。比以前的Android版本好太多了

六、通过系统的API可以了解、管理内存

1、 Android定义了几个API，你可以用他们来了解系统中还剩多少可用内存和用了多少内存

• ActivityManager的：
  getMomoryInfo()
  getMomoryClass()
  getLargeMeoryClass()

• Debug的
  dumpHprofData()
  getNativeHeapAllocatedSize()
  getNativeHeapSize()

提示：
在应用的manifest文件中把android：largeHeap设为true，就可以让应用使用更大的堆。

七、当内存少的时候可以这样处理

ComponentCallbacks接口定义了API onLowMomory( ),它对所有应用组> 件都是相同的。当它被调用时，组件基本会被要求释放那些并不会用到的内存。
可以被释放的内容：

• 缓存或缓存条目（如使用强引用的LruCache）
• 可以再次按需生成的位图对象
• 不可见的布局对象
• 数据库对象

八、通过5R法来对ANDROID内存进行优化：

1.Reckon（计算）

首先需要知道你的app所消耗内存的情况，知己知彼才能百战不殆
通过上文提到的工具进行查看消耗，这里再给大家推荐一个工具
Memory Analysis Tool（MAT）：
可以转换成饼图和表格，直观、好用。

2.Reduce（减少）

Reduce的意思就是减少，直接减少内存的使用是最有效的优化方式。

例如：
Bitmap：

Bitmap是内存消耗大户，绝大多数的OOM崩溃都是在操作Bitmap时产生的，下面来看看几个处理图片的方法：

图片显示：

例如在列表中仅用于预览时加载缩略图（thumbnails ）。

只有当用户点击具体条目想看详细信息的时候，这时另启动一个fragment／activity／对话框等等，去显示整个图片

图片大小：

使用BitmapFactory.Options设置inSampleSize, 这样做可以减少对系统资源的要求。

BitmapFactory.Options bitmapFactoryOptions = new BitmapFactory.Options();  
 bitmapFactoryOptions.inJustDecodeBounds = true;  
 bitmapFactoryOptions.inSampleSize = 2;  
 // 这里一定要将其设置回false，因为之前我们将其设置成了true    
 // 设置inJustDecodeBounds为true后，decodeFile并不分配空间，即，BitmapFactory解码出来的Bitmap为Null,但可计算出原始图片的长度和宽度    
 options.inJustDecodeBounds = false;  
 Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeFile(sourceBitmap, options);  

图片像素：

Android中图片有四种属性，分别是：
ALPHA_8：每个像素占用1byte内存
ARGB_4444：每个像素占用2byte内存
ARGB_8888：每个像素占用4byte内存 （默认）
RGB_565：每个像素占用2byte内存

Android默认的颜色模式为ARGB_8888，这个颜色模式色彩最细腻，显示质量最高。但同样的，占用的内存也最大。 所以在对图片效果不是特别高的情况下使用RGB_565（565没有透明度属性），如下：

public static BitmapreadBitMap(Contextcontext, intresId) {  
     BitmapFactory.Optionsopt = newBitmapFactory.Options();  
     opt.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;  
     opt.inPurgeable = true;  
     opt.inInputShareable = true;  
     //获取资源图片   
     InputStream is = context.getResources().openRawResource(resId);  
     return BitmapFactory.decodeStream(is, null, opt);  
 } 

图片回收：
使用Bitmap过后，就需要及时的调用Bitmap.recycle()方法来释放Bitmap占用的内存空间，而不要等Android系统来进行释放。

bitmap.recycle();  
  bitmap = null;  

捕获异常：

Bitmap bitmap = null;  
 try {  
    // 实例化Bitmap  
    bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);  
 } catch (OutOfMemoryError e) {  
     // 捕获OutOfMemoryError，避免直接崩溃  
}  
 if (bitmap == null) {  
     // 如果实例化失败 返回默认的Bitmap对象  
     return defaultBitmapMap;  
 } 

修改引用：

如果只是想避免OutOfMemory异常的发生，则可以使用软引用。如果对于应用的性能更在意，想尽快回收一些占用内存比较大的对象，则可以使用弱引用。

另外，和弱引用功能类似的是WeakHashMap。WeakHashMap对于一个给定的键，其映射的存在并不阻止垃圾回收器对该键的回收，回收以后，其条目从映射中有效地移除。WeakHashMap使用ReferenceQueue实现的这种机制。

3.Reuse（重用）

核心思路就是将已经存在的内存资源重新使用而避免去创建新的，最典型的使用就是缓存（Cache）和池（Pool）。

4.Recycle（回收）

Thread（线程）回收：

Thread t = new Thread() {  
     public void run() {  
         while (true) {  
             try {  
                 Thread.sleep(1000);  
                 System.out.println("thread is running...");  
             } catch (InterruptedException e) {  
               
             }  
        }  
     }  
 };  
 t.start();  
 t = null;  
 System.gc();  

Cursor（游标）回收：

@Override    
protected void onDestroy() {          
     if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) {    
         mAdapter.getCursor().close();    
    }    
     super.onDestroy();     
 }

还有接收器、流等等。

5.Review（检查）

Code Review（代码检查）：

Code Review主要检查代码中存在的一些不合理或可以改进优化的地方，

UI Review（视图检查）：

Android对于视图中控件的布局渲染等会消耗很多的资源和内存，所以这部分也是我们需要注意的。
减少视图层级：
减少视图层级可以有效的减少内存消耗，因为视图是一个树形结构，每次刷新和渲染都会遍历一次。

hierarchyviewer：

想要减少视图层级首先就需要知道视图层级，所以下面介绍一个SDK中自带的一个非常好用的工具hierarchyviewer。

你可以在下面的地址找到它：your sdk path\sdk\tools

总结：

删除对象应该仔细考虑，因为重新创建是需要开销的。

如果没有释放出足够的内存可能会导致Android系统更激进的行为(如杀死进程)。

如果应用进程被杀掉了，用户下次使用又要从头开始。因此，应用不仅要表现出色，也要释放尽可能多的资源。 代码中推迟初始化是一个好的方式。

内存在嵌入式设备上是稀缺资源。尽管今天的手机和平板电脑的内存越来越多， 但这些设备也在运行越来越复杂的系统和应用。有效的使用内存， 不仅可以使应用在旧设备上运行时占用较少的内存， 还可以让程序跑的更快。请记住，应用对内存的需求是无止境的。

链接点下方，如果不能用及时留言，莫名被删过
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