Android内存管理及内存泄露



Android内存管理及内存泄露，最近在看Dalvik相关的东西，发现文章不少，但许多文章都拿java虚拟机来说Dalvik，但两者是有一些不同的。

一、Dalvik的内存结构

和java虚拟机不同，Dalvik虚拟机使用的指令是基于寄存器的，而Java虚拟机使用的指令集是基于堆栈的。Dalvik虚拟机的内存大体上可以分为Java Object Heap、Bitmap Memory和Native Heap三种。

1.Java Object Heap

Java Object Heap的最小和最大默认值为2M和16M，但是手机在出厂时，厂商会根据手机的配置情况来对其进行调整，例如，G1、Droid、Nexus One和Xoom的Java Object Heap的最大值分别为16M、24M、32M 和48M。我们可以通过ActivityManager类的成员函数getMemoryClass来获得Dalvik虚拟机的Java Object Heap的最大值。

2.Bitmap Memory

Bitmap Memory也称为External Memory，它是用来处理图像的。在3.0之前，Bitmap Memory是在Native Heap中分配的，但是这部分内存同样计入Java Object Heap中，也就是说，Bitmap占用的内存和Java Object占用的内存加起来不能超过Java Object Heap的最大值。这就是为什么我们在调用BitmapFactory相关的接口来处理大图像时，会抛出一个OutOfMemoryError异常的原因。

在3.0以及更高的版本中，Bitmap Memory就直接是在Java Object Heap中分配了，这样就可以直接接受GC的管理。

3.0之前的手机，通过DDMS观看Heap信息的时候不显示native部分分配的内存大小，如图所示，加载了一张7M多的图片，但是显示分配Allocated才2M多。

3.0以后Bitmap分配的内寸在Heap上，如图

3. Native Heap

Native Heap就是在Native Code中使用malloc等分配出来的内存，这部分内存是不受Java Object Heap的大小限制的，也就是它可以自由使用，当然它是会受到系统的限制

二、dalvik虚拟机的垃圾回收

Dalvik虚拟机可以自动回收那些不再使用了的Java Object，也就是那些不再被引用了的Java Object。垃圾自动收集机制将开发者从内存问题中解放出来，极大地提高了开发效率，以及提高了程序的可维护性。

在2.3之前，Dalvik虚拟使用的垃圾收集机制有以下特点：

1. Stop-the-word，也就是垃圾收集线程在执行的时候，其它的线程都停止；

2. Full heap collection，也就是一次收集完全部的垃圾；

3. 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，Dalvik虚拟使用的垃圾收集机制得到了改进，如下所示：

1. Cocurrent，也就是大多数情况下，垃圾收集线程与其它线程是并发执行的；

2. Partial collection，也就是一次可能只收集一部分垃圾；

3. 一次垃圾收集造成的程序中止时间通常都小于5ms。

二、Android的内存溢出是如何发生的

Java Object Heap的最小和最大默认值为2M和16M，手机在出厂时，厂商会根据手机的配置情况来对其进行调整，我们所能利用的内存空间是有限的。如果我们的内存占用超过了一定的水平就会出现OutOfMemory的错误，从而被kill掉。


为什么会出现内存不够用的情况呢？通常是因为内存泄露引起，或者保存了多个耗用内存过大的对象（如Bitmap），造成内存超出限制。导致内存泄漏主要的原因是，先前申请了内存空间而忘记了释放。如果程序中存在对无用对象的引用，那么 这些对象就会驻留内存，消耗内存，因为无法让垃圾回收器GC验证这些对象是否不再需要。

三、常见的内存泄露引起OutOfMemory的情况

1.static静态变量

static修饰成员变量时，那么该变量就属于该类，而不是该类的实例。所以用static修饰的变量，它的生命周期是很长的，如果用它来引用一些资源耗费过多的对象，就容易出现内存泄露的情况。

例1。

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public class ClassName {
private static Context mContext;
}

以上的代码是很危险的，如果将Activity赋值到么mContext的话。那么即使该Activity已经onDestroy，但是由于仍有对象保存它的引用，因此该Activity依然不会被释放。

例2。

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private static Drawable background;
@Override
protected void onCreate(Bundle state) {
super.onCreate(state);
TextView label = new TextView(this);
label.setText("Leaks Test");
if (background == null) {
background= getDrawable(R.drawable.large_bitmap);
}
label.setBackgroundDrawable(background);
setContentView(label);

background是一个静态的变量，它并没有显式的保存Contex的引用，但是当Drawable与View连接之后，Drawable就将View设置为一个回调，由于View中是包含Context的引用的，所以，实际上我们依然保存了Context的引用。这个引用链如下：
Drawable->TextView->Context
所以，最终该Context也没有得到释放，发生了内存泄露。

使用static静态变量，应注意：

第一，应该尽量避免static成员变量引用资源耗费过多对象。

第二，在static变量引用对象的时候，在被引用对象不再使用的时候，应及时释放引用，做置null操作 。

2.缓存

缓存一种用来快速查找已经执行过的操作结果的数据结构，如果执行一个操作需要比较多的资源并会多次被使用，通常做法会把操作结果进行缓存，以便在下次调用该操作时使用缓存的数据，以提升应用响应速度及性能。在android应用中，比较常用的是缓存图片对象，从网络获取图片，创建一个bitmap对象都是比较耗费资源的操作，缓存图片对象，能够提升应用的体验，但是一不小心就会出现内存泄露。

例如：

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public class ImageManager {
   private ConcurrentHashMap<String, Bitmap> mBitmapRefCache = new ConcurrentHashMap<String, Bitmap>();
   private void recycleAllBitmap() {
       for (Iterator<Map.Entry<String, Bitmap>> itr = mBitmapRefCache.entrySet().iterator(); itr.hasNext();) {
            Map.Entry<String, Bitmap> urlBitmap = itr.next();
            String url = urlBitmap.getKey();
            Bitmap bitmap = urlBitmap.getValue();
            if (bitmap != null && !bitmap.isRecycled()) {
                 bitmap.recycle();
            }
       }
   }

recycleAllBitmap方法遍历了mBitmapRefCache中缓存的所有的Bitmap对象，并进行了recycle操作，查看recycle方法的注释，recycle会释放Native Heap中占用的内存，并且告诉虚拟机，如果该图片对象没有被引用的情况下可以被回收。由于mBitmapRefCache中还有引用，gc并不会回收。

在使用缓存的适合应注意：

第一，做好缓存区的缓存对象的淘汰策略，淘汰不再使用的或者使用率较低的对象，减少缓存区的占用

第二，注意要去除被淘汰的对象的引用

第三，做好缓冲区的大小的管理，避免出现缓存对象数据太多，消耗大量内存

第四，使用SoftRefrence代替强引用

3.大对象

android应用中常见的大对象就是Bitmap，可以说出现OutOfMemory问题的绝大多数情况，都是因为Bitmap的问题。

第一、及时的回收。

虽然虚拟机垃圾回收机制会自动回收没有不再使用的Bitmap，但是由于它占用的内存过多，所以很可能会超过java堆的限制，因此，在用完Bitmap时，要及时的recycle掉，recycle并不能确定立即就会将Bitmap释放掉，但是会给虚拟机一个暗示：“该图片可以释放了”。

第二、设置一定的采样率。

有时候，我们要显示的区域很小，没有必要将整个图片都加载出来，而只需要记载一个缩小过的图片，这时候可以设置一定的采样率，那么就可以大大减小占用的内存。如下面的代码：

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private ImageView preview;
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inSampleSize = 2;//图片宽高都为原来的二分之一，即图片为原来的四分之一
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(cr.openInputStream(uri), null, options);
preview.setImageBitmap(bitmap);