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本篇主要講解android內(nèi)存性能優(yōu)化之檢測方案。內(nèi)存性能主要包括內(nèi)存泄漏，內(nèi)存抖動，內(nèi)存持續(xù)增長(但GC后會下降)，內(nèi)存占用過大等問題。

Android內(nèi)存分析方向：

Java 內(nèi)存分析
- Java中的內(nèi)存泄露主要特征：可達，無用
- 無用指的是創(chuàng)建了但是不再使用之后沒有釋放
- 能重用但是卻創(chuàng)建了新的對象進行處理
Native 內(nèi)存分析
- 堆中new的對象未釋放
- 對象引用導(dǎo)致無法釋放
JS 中內(nèi)存分析

本篇主要講解Java內(nèi)存分析。

一. 日志分析

查看日志中是否有頻繁的GC。通常通過log，我們可以初步定為大部分內(nèi)存等問題。

二. 常見內(nèi)存泄漏查找

Context 泄漏, 主要為Activity 傳遞泄漏， context 未使用applciationConext 在單例創(chuàng)建時。
Handler 泄漏 , handler中持有view ，context 等做耗時操作。
Cursor 泄漏 , cursor未關(guān)閉
register 未 unregister
Bitmap
adapter 未使用convertView
不良代碼等

三. 命令dumpsys meminfo分析

adb shell dumpsys meminfo com.i2finance.shexpress 
Applications Memory Usage (kB):
Uptime: 142597122 Realtime: 236611715

** MEMINFO in pid 25126 [com.i2finance.shexpress] **
                   Pss  Private  Private  Swapped     Heap     Heap     Heap
                 Total    Dirty    Clean    Dirty     Size    Alloc     Free
                ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------
  Native Heap    61111    61084        0        0    69888    64350     5537
  Dalvik Heap    49451    49316        0        0    71737    67348     4389
 Dalvik Other     3333     3332        0        0                           
        Stack      960      960        0        0                           
       Cursor       12       12        0        0                           
       Ashmem      130       88        0        0                           
      Gfx dev    23780    23780        0        0                           
    Other dev        4        0        4        0                           
     .so mmap     4373      396     3108        0                           
    .jar mmap       80        0       76        0                           
    .apk mmap    17986       64    17580        0                           
    .ttf mmap       96        0       80        0                           
    .dex mmap    15729       16    14244        0                           
    .oat mmap     2378        0      624        0                           
    .art mmap     1859     1624        8        0                           
   Other mmap     2039       12     1308        0                           
      Unknown    84240    84240        0        0                           
        TOTAL   267561   224924    37032        0   141625   131698     9926

 App Summary
                       Pss(KB)
                        ------
           Java Heap:    50948
         Native Heap:    61084
                Code:    36188
               Stack:      960
            Graphics:    23780
       Private Other:    88996
              System:     5605

               TOTAL:   267561      TOTAL SWAP (KB):        0

 Objects
               Views:      429         ViewRootImpl:        2
         AppContexts:        2           Activities:        1
              Assets:        7        AssetManagers:        3
       Local Binders:       37        Proxy Binders:       31
       Parcel memory:       26         Parcel count:       65
    Death Recipients:        2      OpenSSL Sockets:        6

 SQL
         MEMORY_USED:      567
  PAGECACHE_OVERFLOW:      157          MALLOC_SIZE:       62

 DATABASES
      pgsz     dbsz   Lookaside(b)          cache  Dbname
         4       24             45         5/24/6  /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/pa_data_cache.db
         4       28             19         1/16/2  /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/mpush.db
         4       60             37         5/18/6  /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/fstandard.db
         4       60             91      466/22/11  /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/fstandard.db (2)
         4       24             40         5/24/6  /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/pa_data_cache.db

 Asset Allocations
    zip:/data/user/0/com.i2finance.shexpress/files/paanydoor_resource_3.5.0.36.jar:/resources.arsc: 67K

meminfo的信息中各字段都是什么含義，要理解各字段含義，我們才好進行內(nèi)存的優(yōu)化。

首先了解兩個概念：

私有內(nèi)存(Dirty and Clean):
進程獨占內(nèi)存。也就是進程銷毀時可以回收的內(nèi)存容量。通常private Dirty內(nèi)存是最重要的部分，因為只被自己進程使用。Dirty內(nèi)存是已經(jīng)被修改的內(nèi)存頁，因此必須常駐內(nèi)存（因為沒有swap）；Clean內(nèi)存是已經(jīng)映射持久文件使用的內(nèi)存頁（例如正在被執(zhí)行的代碼），因此一段時間不使用的話就可以置換出去。
實際使用內(nèi)存(PSS):
將跨進程共享頁也加入進來，進行按比例計算PSS。這樣能夠比較準(zhǔn)確的表示進程占用的實際物理內(nèi)存。

通常我們需要關(guān)注PSS TOTAL 和 Private Dirty .

Dalvik Heap
dalvik虛擬機分配的內(nèi)存。PSS Total包含所有Zygote分配使用的內(nèi)存，共享跨進程加權(quán)。PrivateDirty 是應(yīng)用獨占內(nèi)存大小，包含獨自分配的部分和應(yīng)用進程從Zygote復(fù)制時被修改的Zygote分配的內(nèi)存頁。 HeapAlloc 是Dalvik堆和本地堆分配使用的大小，它的值比Pss Total和Private Dirty大，因為進程是從Zygote中復(fù)制分裂出來的，包含了進程共享的分配部分。
.so mmap & .dex mmap ... mmap 映射本地或虛擬機代碼到使用的內(nèi)存中。
Unknown 無法歸類的其他項。主要包括大部分的本地分配。
Native Heap native代碼申請的內(nèi)存，堆和棧，及靜態(tài)代碼塊等。
TOTAL進程總使用的實際內(nèi)存。
Objects 中顯示持有對象的個數(shù)。這些數(shù)據(jù)也是分析內(nèi)存泄漏的重要數(shù)據(jù)。如activity等。

四. Heap Viewer

Heap Viewer 能做什么？

事實查看內(nèi)存分配情況和空閑內(nèi)存大小
發(fā)現(xiàn)memory Leaks

AS中點擊機器人圖標(biāo)打開Android Device Mointor，如下：
選中進程進行Heap 分析，點擊update heap，查看右側(cè)的heap標(biāo)簽頁

Paste_Image.png

Heap視圖顯示了堆內(nèi)存使用的情況，每次垃圾回收都會更新，要查看更新情況，點擊Cause GC即可。
下面的內(nèi)容顯示的是分配的內(nèi)存，按照類型分類:

Paste_Image.png

如何檢查內(nèi)存泄漏

我們需要在執(zhí)行查看內(nèi)存是否有泄漏的用例之前和之后執(zhí)行GC，即手動點擊Cause GC，觀察allocated大小，查看內(nèi)存是否在一個穩(wěn)定的數(shù)值，多次操作，只要內(nèi)存穩(wěn)定，即沒有內(nèi)存泄漏，如果不斷變大，即表示有內(nèi)存泄漏。
該工具也可以用來查看是否會發(fā)生內(nèi)存抖動

五. 生成Dump

分析內(nèi)存泄漏，我們需要生成相關(guān)的內(nèi)存Dump，那么我們?nèi)绾紊蒬ump文件來進行分析。

目前有兩種方式：

打開Android Device Monitor
點擊dump Hprof file

Paste_Image.png

會生成一份Hprof文件，但該hprof文件我們無法打開，需要進行轉(zhuǎn)換之后才能用MAT工具打開，可以使用命令

hprof-conv com.i2finance.shexpress.hprof xxx.hprof 轉(zhuǎn)換生成可用的hprof文件。

使用Android Studio
打開Android Studio 的Android Monitor ， 選中Memory 標(biāo)簽：

Paste_Image.png

點擊Dump Java Heap 即可生成對應(yīng)的hprof文件，在側(cè)邊欄中打開Captures文件，選中文件點擊右鍵，export 出標(biāo)準(zhǔn)的hprof文件。

Paste_Image.png

六. Heap Snapshot

獲取Java 堆內(nèi)存詳細信息，可以分析出內(nèi)存泄漏的問題。
打開Android Studio 的Android Monitor ，選中Memory 標(biāo)簽，點擊Dump heap，生成hprof文件。AS會自動打開該文件，見下圖，但是該功能有點弱，建議還是轉(zhuǎn)換成mat可識別的hprof，使用mat進行分析。

Paste_Image.png

七. 使用LeakCanary

使用內(nèi)存檢測軟件leakCanary

添加依賴包

在build.gradle 中增加依賴

debugCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.4-beta2'
releaseCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.4-beta2'

開啟leakCanary

在Applciation的oncreate中增加語句

LeakCanary.install(this);

查看leak詳情。
當(dāng)發(fā)生內(nèi)存泄漏時，會生成leak 報告，報告中會詳細寫明具體發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄漏的語句。
其原理，可以自行上網(wǎng)搜索查看一下。

八. Allocation Tracker（DeviceMonitor）

Allocation Tracker 能夠追蹤內(nèi)存分配信息，按照順序排列，這樣我們能夠清晰的看出來每一個內(nèi)存對象是怎么一步一步的分配出來的。比如內(nèi)存抖動的可疑點，我們可以通過查看其內(nèi)存分配軌跡來查看段時間內(nèi)有多少相同或相似對象被創(chuàng)建，進而找到問題發(fā)生的代碼。

操作步驟：

進入追蹤界面
點擊start Tracking 按鈕，開始跟蹤內(nèi)存分配軌跡
操作用例
點擊Get Allocations，獲取內(nèi)存分配軌跡。

Paste_Image.png

如上圖，上行app 從后臺切換道前臺時會調(diào)用onResume，可以追蹤到最后創(chuàng)建了多個Configuration對象。

上圖中，Allcated class 表示創(chuàng)建的類型，第一個Allocated in 表示在哪個類中，第二個Allocated in 表示在哪個方法中。

查看源代碼如下：

public Resources getResources() {
    Resources res = super.getResources();
    Configuration config = new Configuration();
    config.setToDefaults();
    try {
        res.updateConfiguration(config, res.getDisplayMetrics());
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
    return res;
}

九. Allocation Tracker（AndroidMonitor）

功能同Allocation Tracker(Andorid Device) , 但是展示更酷炫，更全面。
打開Android Monitor，選中Memory 標(biāo)簽，點擊圖標(biāo)

Paste_Image.png

，進行內(nèi)存tracker，再次點擊結(jié)束tracker。As會自動打開tracker文件。
下面我們詳細看一下這個面板：

Paste_Image.png

AS給我們提供了多種展示方式

by Method ：用方法來分類我們的內(nèi)存分配
by Allocator ：用內(nèi)存分配器來分類我們的內(nèi)存分配
點開每一項，都能夠查看到方法調(diào)用棧，點擊右鍵可以跳轉(zhuǎn)到源碼。

AS 還為我們提供了統(tǒng)計，點擊餅狀圖標(biāo)按鈕即可。

分為兩種展示形式，有柱狀圖和輪胎圖，分配比例可選分配次數(shù)和占用內(nèi)存大小：

Sunburst
輪胎圖是以輪胎為起點，最外層是內(nèi)存實際分配的對象，每一個同心圓可能被分配為多個部分，代表不同的子孫，每一個同心圓代表他的一個后代。雙擊同心圓中某一個分割部分，會變成以你點擊的那一代為圓心再向外展開，如果想回到初始狀態(tài)，雙擊圓心即可。
下圖為 Sunburst + by Method

Paste_Image.png

下圖為Sunburst + by Allocator
一個內(nèi)存的完整路徑

Paste_Image.png

比如上行的首頁中trace 的數(shù)據(jù)，我們看下我們自己的包：

Paste_Image.png

會發(fā)現(xiàn)，最外圍有很多PageScrollEvent 對象，我們?nèi)タ聪略创a：

代碼如下，我們發(fā)現(xiàn)自動loop的viewpager 每次滑動都會創(chuàng)建多個PageScorllEvent 對象。這樣也就對應(yīng)上面這幅圖了。

private class PageChangeListener implements OnPageChangeListener {
    private PageChangeListener() {
    }

    public void onPageScrolled(int position, float positionOffset, int positionOffsetPixels) {
        if (isLoop) {
            int count = getAdapter().getCount();
            if (position < 1 || position > count - 2) {
                return;
            }
        }
        LoopViewPager.this.mEventDispatcher.dispatchEvent(new PageScrollEvent(LoopViewPager.this.getId(), SystemClock.uptimeMillis(), position, positionOffset));
    }

Layout
柱狀圖是以左邊為起點，從左到右的順序是某個的堆棧信息順序，縱坐標(biāo)上的寬度是以Count/Size 的大小決定的。其內(nèi)容和輪胎圖是一致的。
下圖為Layout + by Method

Paste_Image.png

十. MAT

MAT工具全稱為Memory Analyzer Tool，一款詳細分析Java堆內(nèi)存的工具，該工具非常強大，為了使用該工具，我們需要hprof文件.

HPROF文件存儲的是特定時間點，java進程的內(nèi)存快照。有不同的格式來存儲這些數(shù)據(jù)，總的來說包含了快照被觸發(fā)時java對象和類在heap中的情況。由于快照只是一瞬間的事情，所以heap dump中無法包含一個對象在何時、何地（哪個方法中）被分配這樣的信息。

幾個關(guān)鍵概念：

Histogram：列出內(nèi)存中的對象，對象的個數(shù)以及大小
Dominator Tree：列出最大的對象以及其依賴存活的Object （大小是以Retained Heap為標(biāo)準(zhǔn)排序的）
Top Consumers ：通過圖形列出最大的object
Duplicate Class：通過MAT自動分析泄漏的原因
Shallow heap : 對象本身占用內(nèi)存的大小，不包含其引用的對象。
(常規(guī)對象（非數(shù)組）的Shallow size有其成員變量的數(shù)量和類型決定。數(shù)組的shallow size有數(shù)組元素的類型（對象類型、基本類型）和數(shù)組長度決定. 因為不像c++的對象本身可以存放大量內(nèi)存，java的對象成員都是些引用。真正的內(nèi)存都在堆上，看起來是一堆原生的byte[], char[], int[]，所以我們?nèi)绻豢磳ο蟊旧淼膬?nèi)存，那么數(shù)量都很小。所以我們看到Histogram圖是以Shallow size進行排序的，排在第一位第二位的是byte，char 。)
Retained Heap : 它表示如果一個對象被釋放掉，那會因為該對象的釋放而減少引用進而被釋放的所有的對象（包括被遞歸釋放的）所占用的heap大小。
(于是，如果一個對象的某個成員new了一大塊int數(shù)組，那這個int數(shù)組也可以計算到這個對象中。相對于shallow heap，Retained heap可以更精確的反映一個對象實際占用的大?。ㄒ驗槿绻搶ο筢尫?，retained heap都可以被釋放）。)
outgoing references ：表示該對象的出節(jié)點（被該對象引用的對象）。
incoming references ：表示該對象的入節(jié)點（引用到該對象的對象）。
GC Root: GC發(fā)現(xiàn)通過任何reference chain(引用鏈)無法訪問某個對象的時候，該對象即被回收。所以JVM就是GC Roots。
Unreachable指的是可以被垃圾回收器回收的對象，但是由于沒有GC發(fā)生，所以沒有釋放，這時抓的內(nèi)存使用中的Unreachable就是這些對象。

1. 預(yù)覽信息

打開dump 文件，通常我們需要關(guān)注一下幾個重要信息，內(nèi)存占用餅圖，Actions部分的Histogram, Top Consumers.
我們打開Top Consumers，會生成一個報告，我們可以Biggets Objects overview, 能夠看到主要內(nèi)存占用者

Paste_Image.png

點擊下面的biggest Objects 可以查看具體的地址。
還有Biggest Top Level Dominator Classes ，可以看到主要占用內(nèi)存的都是些什么東東。

2. dump分析

2.1 Histogram

MAT中Histogram的主要作用是查看一個instance的數(shù)量，一般用來查看自己創(chuàng)建的類的實例的個數(shù)。可以分不同維度來查看對象的Dominator Tree視圖，Group by class、Group by class loader、Group by package 和Histogram類似，時間久了，通過多次對比也可以把溢出對象找出來。 Histogram 中可以分Group，Thread 區(qū)分信息。通常為：選中某一項－> show objects and class -> by incoming reference->merge shortest path to gc root -> exclude weadk reference
等流程來查看具體情況。

可以在上面過濾相關(guān)包名，查看到具體類型，關(guān)注objects個數(shù)，表示內(nèi)存dump 中有多少個相關(guān)類型對象，比如不改存在的對象存在了，或者有的對象內(nèi)存中有太多的份數(shù)，這樣就可以進行一個全面分析。

也可以選擇Group by package ,這樣方便根據(jù)package來進行分析。

Paste_Image.png

也可以選擇thread來進行分析，這樣查看占用內(nèi)存最多的線程，這些線程可能為有內(nèi)存問題的線程。

點擊右鍵常用的幾個選項：

List Objects -> with incoming references 查看這個對象被哪些外部對象引用
List Objects-> with outcoming references 查看這個對象持有的外部對象引用
Path to GC Roots -> exclude ... references 查看這個對象的GC Root，不包含xxx引用，剩下的基本就是強引用了。因為只有強引用一直存在，gc就一直無法回收該對象，從而也就出現(xiàn)內(nèi)存泄露。
Merge shortest path to GC root 找到從GC根結(jié)點到一個對象或者一組對象的共同路徑。從這里可以查看到對象的引用關(guān)系。

2.2 Debug Bitmap

圖片一直是內(nèi)存占用的一個大頭，也是引起內(nèi)存泄露，OOM的?？?。所以對圖片的分析是需要非常了解，這樣才能更好的優(yōu)化項目。*注意:圖片在內(nèi)存中占用的大小：ARGB_8888 類型的圖片為內(nèi)存中圖片寬度＊內(nèi)存中圖片高度4, 此處需要注意原始圖片寬高和內(nèi)存圖片寬高不一致，包括拉伸和壓縮，尤其是圖片位置放錯，比如1080p設(shè)備，xxxhdpi下面沒有圖片，會去別的目錄下尋找圖片，此時將會對圖片拉伸。 **
下面我們來看一下圖片的處理。通常dump信息中圖片表現(xiàn)為兩種類型，Bitmap， byte[]。我們需要知道該圖片是哪張圖片，這樣才能好優(yōu)化相關(guān)的圖片代碼。

Bitmap類型
在mat中通常能夠看到bitmap類型，占用了大量的內(nèi)存，如下面這張圖片，在內(nèi)存中占用2M。我們可以打開，查看mBuffer變量。

Paste_Image.png

選中mBuffer-> 右鍵選中Copy-> 選擇Save Value To File －> 生成一個xxx.data 文件。

Byte[] 類型
如下，查看byte的 in comming，即可看到它是一個bitmap，此時如下圖，我們可以直接將該byte數(shù)據(jù)寫入xxx.data 文件。

Paste_Image.png

下一步是選中對應(yīng)的bitmap，打開Inspector 窗口，查看bitmap的尺寸，并且使用GIMP工具（可以安裝一個，開源的）打開剛才的data文件，圖像類型選擇RGB Alpha，寬度和高度填入圖像的寬高，打開即可。

Paste_Image.png

2.3 堆對比

通常為了分析內(nèi)存是否泄露，內(nèi)存是否持續(xù)增長但沒有釋放等問題，我們需要dump兩次來進行內(nèi)存堆的對比。

打開兩個或多個dump文件，打開Navigation History視圖，點擊Historgam，選擇Add to Comp are Basket，最后選中Compare the Result 。

Paste_Image.png

在對比結(jié)果中，主要分析類型或者對象的數(shù)量是否有變化，內(nèi)存是否有變化。

通過以上手段，我們可以定位到大部分內(nèi)存問題。

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Android 性能優(yōu)化&內(nèi)存篇

Android 性能優(yōu)化&內(nèi)存篇

一. 日志分析

二. 常見內(nèi)存泄漏查找

三. 命令dumpsys meminfo分析

四. Heap Viewer

五. 生成Dump

六. Heap Snapshot

七. 使用LeakCanary

八. Allocation Tracker（DeviceMonitor）

九. Allocation Tracker（AndroidMonitor）

十. MAT

1. 預(yù)覽信息

2. dump分析

2.1 Histogram

2.2 Debug Bitmap

2.3 堆對比

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