Android分配個(gè)應(yīng)用的大小是有限制，且在設(shè)備出廠之后已經(jīng)確定，單個(gè)應(yīng)用可用的最大內(nèi)存的配置位于/system/build.prop文件中的dalvik.vm.heapgrowthlimit配置項(xiàng)。
雖然Android使用的JVM具有內(nèi)存管理（自動(dòng)回收）的能力，但是對(duì)內(nèi)存使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用出現(xiàn)異常，包括常見的OOM、內(nèi)存泄漏、內(nèi)存抖動(dòng)等引發(fā)的崩潰、卡頓等現(xiàn)象。我們一般主要針對(duì)這三種內(nèi)存問題進(jìn)行優(yōu)化處理：

• OOM
  Out of memory, 內(nèi)存溢出，當(dāng)應(yīng)用申請(qǐng)內(nèi)存發(fā)現(xiàn)超出了JVM的最大限制時(shí)候，就會(huì)拋出內(nèi)存溢出異常，引發(fā)程序崩潰。引發(fā)OOM常見原因有：內(nèi)存泄漏的累積導(dǎo)致無法申請(qǐng)更多內(nèi)存、創(chuàng)建大內(nèi)存對(duì)象（如大容量數(shù)組、載入大的文件、載入大的圖片等）。
• 內(nèi)存泄漏
  一個(gè)對(duì)象的超出了其生命周期，導(dǎo)致JVM無法回收。這樣無法回收的對(duì)象堆積多了會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用可能無法申請(qǐng)到內(nèi)存進(jìn)而導(dǎo)致OOM。常見的內(nèi)存泄漏有：
  • 單例持引起的內(nèi)存泄漏，如單例持有activity、context、view、drawabl等
  • 靜態(tài)變量引起的內(nèi)存泄漏，如靜態(tài)變量持有activity、context、view、drawabl等
  • 非靜態(tài)內(nèi)部類引起的內(nèi)存泄漏，原因：非靜態(tài)內(nèi)部類會(huì)隱式持有外部類實(shí)例
  • 匿名內(nèi)部類引起的內(nèi)存泄漏，如handler、線程匿名內(nèi)部類runnable、callback等
  • 資源未釋放引起的內(nèi)存泄漏，如讀寫文件沒有關(guān)閉、網(wǎng)絡(luò)流操作沒有關(guān)閉、Bitmap沒有釋放等
  • 廣播沒有及時(shí)取消注冊(cè)
• 內(nèi)存抖動(dòng)
  內(nèi)存抖動(dòng)是因?yàn)樵陬l繁的創(chuàng)建、回收對(duì)象，引發(fā)的頻繁GC，進(jìn)而影響主線程，最終導(dǎo)致卡頓現(xiàn)象。

要知道怎么正確的使用內(nèi)存，首先需要了解java虛擬機(jī)（即JVM）的內(nèi)存管理機(jī)制。

JVM內(nèi)存管理機(jī)制

JVM內(nèi)存管理機(jī)制是通過根搜索算法，在合適的時(shí)期檢索對(duì)象是否可達(dá)，當(dāng)對(duì)象不可達(dá)時(shí)會(huì)被回收，如果對(duì)象可達(dá)則不會(huì)被回收。

對(duì)象的生命周期

一個(gè)對(duì)象從創(chuàng)建到銷毀回收是其生命周期的表現(xiàn)，在開發(fā)階段我們是可以預(yù)測(cè)到對(duì)象的生命周期范圍，什么時(shí)候創(chuàng)建什么時(shí)候回收，如果沒有被正?；厥站蜁?huì)引發(fā)對(duì)象不可被回收導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏。

哪些對(duì)象需要回收

使用根搜索算法GC Root Trace通過一系列名為GC Root的對(duì)象作為起點(diǎn)，向下搜索，搜索所經(jīng)過的路徑稱為引用鏈，當(dāng)一個(gè)對(duì)象到GC Root沒有應(yīng)用鏈相連，則表明此對(duì)象需要回收。以下是可以作為GC Root的對(duì)象：

• 全局靜態(tài)變量引用的對(duì)象
• 全局常量引用的對(duì)象
• 虛擬機(jī)棧幀中本地變量表中引用的對(duì)象
• 本地方法棧幀中本地變量表中引用的對(duì)象

什么時(shí)候回收內(nèi)存

介紹什么時(shí)候回收內(nèi)存前，先介紹下Android虛擬機(jī)的堆塊的管理情況，Android虛擬機(jī)遵循java虛擬機(jī)堆內(nèi)存分代管理的機(jī)制，主要?jiǎng)澐譃椋盒律?、老年代，其中新生代又分?個(gè)Eden（新生代）和2個(gè)survisor（Eden幸存的對(duì)象），eden、survisor內(nèi)存默認(rèn)按8:1:1，因?yàn)楹芏鄬?duì)象創(chuàng)建使用過后就會(huì)回收，真正存活下來的不會(huì)很多，所以給eden分配80%的占比可以有效提升內(nèi)存使用率，每次使用eden和1個(gè)survisor，回收時(shí)將存活的復(fù)制到另一個(gè)survisor中，然后清空eden和survisor，什么時(shí)候會(huì)回收內(nèi)存呢？一般是在各個(gè)內(nèi)存分代區(qū)內(nèi)存不足或者內(nèi)存快滿時(shí)會(huì)觸發(fā)內(nèi)存回收即GC。新生代觸發(fā)的是Minor GC，因?yàn)樾律蠖鄶?shù)是朝生夕滅，所以Minor GC比較頻繁，但速度會(huì)比較快；當(dāng)survisor中內(nèi)存不足或者存活年齡達(dá)到一定在就會(huì)將相應(yīng)的survisor中的對(duì)象復(fù)制到老年代中，老年代內(nèi)存回收是Major GC/Full GC，一般都會(huì)伴隨至少一次的Minor GC,Major GC速度相對(duì)比較慢，相比Minor GC可能會(huì)慢10倍。

怎么回收對(duì)象

新生代使用復(fù)制算法，將eden和1個(gè)survisor的內(nèi)存復(fù)制到另一個(gè)survisor中，接著清空原先的eden和survisor；老年代使用標(biāo)記—整理算法，即先標(biāo)記要回收的對(duì)象，再把存活的對(duì)象移到一段，接著就是清理掉端邊界以外的對(duì)象。

不論Minor GC還是Major GC在回收內(nèi)存的時(shí)候都會(huì)阻塞其它的工作線程，等完成GC之后再恢復(fù)工作線程。

內(nèi)存優(yōu)化

上面講述了虛擬機(jī)內(nèi)存管理機(jī)制，對(duì)應(yīng)內(nèi)存的優(yōu)化有以下建議：

防止內(nèi)存泄漏

• 避免全局靜態(tài)變量持有資源對(duì)象：如activity、非applicationcontext、fragment、view等
• 避免全局常量持有有資源對(duì)象：如activity、非applicationcontext、fragment、view等
• 避免單例持有資源對(duì)象：如activity、非applicationcontext、fragment、view等
• 對(duì)于內(nèi)部類要么使用靜態(tài)內(nèi)部類+弱引用，要么使用弱引用
• 對(duì)于匿名內(nèi)部類使用弱引用引用外部引用
• 資源使用完之后，及時(shí)釋放：文件io、cursor、網(wǎng)絡(luò)io用完之后及時(shí)釋放

防止內(nèi)存抖動(dòng)

• 避免創(chuàng)建大內(nèi)存對(duì)象，如：大內(nèi)存數(shù)組、加載大文件或者圖片
• 避免頻繁創(chuàng)建對(duì)象，如：避免在for語句中創(chuàng)建大量對(duì)象
• 需要頻繁使用的對(duì)象，可以通過緩存池復(fù)用，避免重復(fù)創(chuàng)建、釋放，在內(nèi)存緊張OnTrimMemory /OnLowMemory 時(shí)適當(dāng)釋放可以釋放的資源或者對(duì)象
• 使用圖片是可以時(shí)候565或者對(duì)圖片進(jìn)行裁剪、降低圖片質(zhì)量，也可以使用Glide，滑動(dòng)時(shí)暫停加載圖片，不滑動(dòng)時(shí)恢復(fù)加載圖片
• 字符串相加或者拼接通過StringBuilder替代，較少創(chuàng)建String對(duì)象節(jié)省內(nèi)存
• 使用SpareArray、ArrayMap替代HashMap

內(nèi)存分析

LeakCannary

項(xiàng)目中依賴LeakCannary庫，使用LeakCannary可以檢測(cè)內(nèi)存泄漏

Memory Profiler

使用Android Studio的內(nèi)存分析器可以對(duì)內(nèi)存分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化
如需打開內(nèi)存分析器，按以下步驟操作：

• 依次點(diǎn)擊View——》Tools windows——》Profiler（或者點(diǎn)擊工具欄中的Profiler圖標(biāo)）
• 從Android Profiler工具欄中選擇要分析的設(shè)備和應(yīng)用進(jìn)程
• 點(diǎn)擊MEMORY時(shí)間軸上的任意位置打開內(nèi)存性能分析器

打開內(nèi)存性能分析器后，其界面如下圖所示：

memory_profiler.png

1、強(qiáng)制執(zhí)行垃圾回收按鈕
2、選擇捕獲堆轉(zhuǎn)存heap dump的按鈕
3、暫停/跳轉(zhuǎn)到實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)的按鈕
4、事件時(shí)間軸：顯示應(yīng)用活動(dòng)狀態(tài)、用戶輸入事件（如touch的down/press等）、屏幕旋轉(zhuǎn)事件等
5、內(nèi)存分類用量統(tǒng)計(jì)

• total: 總共分配的對(duì)象的內(nèi)存大小
• Java: java/kotlin代碼分配的對(duì)象的內(nèi)存大小
• Native: c/c++分配的對(duì)象的內(nèi)存大小
• Graphics: 圖片緩沖區(qū)隊(duì)列向屏幕顯示像素所使用的內(nèi)存大?。ㄟ@部分是CPU共享的內(nèi)存，而不是GPU）
• Stack: 應(yīng)用java和原生堆棧使用的內(nèi)存。
• Code: 應(yīng)用處理代碼和資源的內(nèi)存（包括處理dex字節(jié)碼、so庫、字體等）
• others: 應(yīng)用使用了系統(tǒng)不確定如何分類的內(nèi)存大小
• Allocated: 應(yīng)用分配的java/kotlin對(duì)象數(shù)（不含c/c++分配的對(duì)象數(shù)）
  6、以圖表、坐標(biāo)軸的方式顯示內(nèi)存分配情況，x坐標(biāo)顯示的是時(shí)間、y軸左側(cè)標(biāo)記部分代表內(nèi)存大小、y軸右側(cè)標(biāo)記部分代表分配對(duì)象數(shù)、圖表部分代表各個(gè)類別分配的對(duì)象的內(nèi)存大小

捕獲堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)

選擇內(nèi)存分析器中的Capture heap dump，點(diǎn)擊下方的Record按鈕，就開始捕獲堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)了，可以點(diǎn)擊stop結(jié)束捕獲，結(jié)束捕獲之后會(huì)自動(dòng)加載捕獲到堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)。下圖是捕獲到heap dump之后，打開的界面

heap_dump2.png

1、過濾器
這部分主要用于對(duì)heap dump的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，過濾我們關(guān)注、需要分享的部分，包括

• 選擇需要檢查的堆類型：
  • view all heap：檢查分配內(nèi)存的所有堆
  • view app heap：默認(rèn)，檢查應(yīng)用在使用時(shí)分配內(nèi)存的主堆
  • view image heap: 系統(tǒng)啟動(dòng)映像，包括啟動(dòng)期間預(yù)加載的類
  • view zygote heap: 檢查寫時(shí)復(fù)制堆，這部分是應(yīng)用通過zygote 創(chuàng)建啟動(dòng)進(jìn)程時(shí)的堆

我們應(yīng)用端一般主要分析view app heap進(jìn)行分析主堆，排在java層面的內(nèi)存問題

• 選擇如何安排分派
  • Arrang by class：默認(rèn)，根據(jù)類名稱對(duì)所有內(nèi)存分配進(jìn)行分組
  • Arrang by package: 根據(jù)包名對(duì)所有內(nèi)存分配進(jìn)行分組
  • Arrange by callstack: 根據(jù)調(diào)用堆棧對(duì)所有內(nèi)存分配進(jìn)行分組

一般采用采用Arrang by class過濾占用內(nèi)存占比比較高的類進(jìn)行分析，Arrang by package根據(jù)包名定位自己代碼、三方代碼的內(nèi)存問題

• 選擇顯示那些類型的數(shù)據(jù)
  • Show all class: 默認(rèn)，顯示所有的類
  • Show activity/fragment Leak: 顯示發(fā)生內(nèi)存泄漏的activity/fragment
  • Show project class: 進(jìn)顯示項(xiàng)目相關(guān)的類
• 輸入過濾：在輸入框中可以輸入類名/包名來快速定位到具體類/包名下類的內(nèi)存分配情況

2、統(tǒng)計(jì)信息

• classes: 類類型總數(shù)，不是實(shí)例對(duì)象哦
• Leak：發(fā)生內(nèi)存泄漏的數(shù)量
• count: 總關(guān)創(chuàng)建的使用的實(shí)例對(duì)象數(shù)
• Native Size: 原生c/c++使用的內(nèi)存總量
• Shallow Size: java使用的內(nèi)存總量
• Retained Size: 還在使用保留的內(nèi)存總量

3、創(chuàng)建的對(duì)象數(shù)其分配內(nèi)存情況
這部分會(huì)列舉過濾之后的所有類名、分配的對(duì)象數(shù)及內(nèi)存使用情況，包括

• Class Name: 類名
• Allocations: 此類創(chuàng)建的實(shí)例對(duì)象數(shù)量
• Native Size: 此類總共使用的原生內(nèi)存總量（只有android7.0+設(shè)備才能看到）（單位字節(jié)）
• Shallow Size: 此類使用的java內(nèi)存總量（單位字節(jié)）
• Retained Size: 此類實(shí)例對(duì)象仍存活而保留的內(nèi)存總大?。▎挝蛔止?jié)）

4、類實(shí)例對(duì)象列表及其實(shí)例對(duì)象的詳細(xì)信息
在3中點(diǎn)擊某一個(gè)類，會(huì)在下半部分顯示此類的所有實(shí)例對(duì)象的信息，如點(diǎn)擊圖中的bitmap。
這部分左側(cè)顯示類的實(shí)例對(duì)象列表：實(shí)例對(duì)象+地址；點(diǎn)擊某個(gè)實(shí)例會(huì)在右側(cè)顯示此實(shí)例內(nèi)存分配的詳細(xì)信息，包括：

• Fields
  實(shí)例對(duì)象每個(gè)字段信息，包括如下信息：

  • Instance 此字段的名稱及其類型，如果是基本數(shù)據(jù)類型和String會(huì)同時(shí)顯示此字段的當(dāng)前值
  • Depth: 此字段字段可達(dá)的最短跳數(shù)，表示的是任意一個(gè)GC Root到此字段的最短鏈路邊數(shù)
  • Native Size: 原生內(nèi)存中此字段的內(nèi)存大?。ㄖ挥蠥ndroid7.0+上的設(shè)備才會(huì)看到此列）
  • Shallow Size: Java 內(nèi)存中此字段的內(nèi)存大小
  • Retained Size: 此字段目前還保留的內(nèi)存大小

• References:
  實(shí)例對(duì)象的引用鏈信息，References中包括如下信息：

  • Reference: 實(shí)例對(duì)象的引用鏈，可以依次點(diǎn)擊展開顯示此實(shí)例被哪些實(shí)例對(duì)象所引用，通過引用鏈可以最終追蹤到GC Root
  • Depth: 此實(shí)例對(duì)象可達(dá)的最短跳數(shù)，表示的是任意一個(gè)GC Root到此實(shí)例對(duì)象的最短鏈路邊數(shù)
  • Native Size: 原生內(nèi)存中此實(shí)例對(duì)象的內(nèi)存大?。ㄖ挥蠥ndroid7.0+上的設(shè)備才會(huì)看到此列）
  • Shallow Size: Java 內(nèi)存中此實(shí)例對(duì)象的內(nèi)存大小
  • Retained Size: 此實(shí)例對(duì)象目前還保留的內(nèi)存大小

我們可以在Fields和References中分析，如果發(fā)現(xiàn)可以點(diǎn)如可能存在內(nèi)存泄漏等，可以右鍵選擇Go to Instance顯示其實(shí)例內(nèi)存數(shù)據(jù)；或者選擇Jump to source進(jìn)入此實(shí)例對(duì)象所在的源碼片段。

一般我們使用內(nèi)存分析器對(duì)內(nèi)存進(jìn)行分析時(shí)，注重點(diǎn)在于：

• 首先關(guān)注內(nèi)存占比比較高的類及其實(shí)例對(duì)象引用鏈情況，排查是否有內(nèi)存泄漏、是否有優(yōu)化空間
• 關(guān)注某些類的實(shí)例對(duì)象數(shù)量比較大情況，排查是存在大量創(chuàng)建短時(shí)間內(nèi)又銷毀引起內(nèi)存抖動(dòng)，結(jié)合源碼分析是否有優(yōu)化空間，如使用緩存池等
• 關(guān)注activity、context、view、Drawable等對(duì)象及其引用鏈情況，排查這些是否存在內(nèi)存泄漏
• 關(guān)注項(xiàng)目相關(guān)類的內(nèi)存分配及其應(yīng)用鏈情況，排查是否存在內(nèi)存泄漏、使用不當(dāng)情況等