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写在最前: 本文的思路主要借鉴了2014年AnDevCon开发者大会的一个演讲PPT,加上把网上搜集的各种内存零散知识点进行汇总、挑选、简化后整理而成。 所以我将本文定义为一个工具类的文章,如果你在ANDROID开发中遇到关于内存问题,或者马上要参加面试,或者就是单纯的学习或复习一下内存相关知识,都欢迎阅读。(本文最后我会尽量列出所参考的文章)。 OOM:
内存泄露可以引发很多的问题: 1.程序卡顿,响应速度慢(内存占用高时JVM虚拟机会频繁触发GC) 2.莫名消失(当你的程序所占内存越大,它在后台的时候就越可能被干掉。反之内存占用越小,在后台存在的时间就越长) 3.直接崩溃(OutOfMemoryError)
ANDROID内存面临的问题:
1.有限的堆内存,原始只有16M 2.内存大小消耗等根据设备,操作系统等级,屏幕尺寸的不同而不同 3.程序不能直接控制 4.支持后台多任务处理(multitasking) 5.运行在虚拟机之上 5R: 本文主要通过如下的5R方法来对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 2.Reduce(减少) 消耗更少的资源
3.Reuse(重用) 当第一次使用完以后,尽量给其他的使用 5.Recycle(回收) 回收资源 4.Review(检查) 回顾检查你的程序,看看设计或代码有什么不合理的地方。 Reckon:
关于内存简介,和Reckon(内存计算)的内容请看上一篇文章:ANDROID内存优化(大汇总——上)
Reduce :
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。 下面来看看有哪些方法可以减少内存使用:
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: 我们需要根据需求去加载图片的大小。 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: 直接使用ImageView显示bitmap会占用较多资源,特别是图片较大的时候,可能导致崩溃。
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:
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。 下面是释放Bitmap的示例代码片段。
捕获异常: 经过上面这些优化后还会存在报OOM的风险,所以下面需要一道最后的关卡——捕获OOM异常:
修改对象引用类型:
引用类型: 引用分为四种级别,这四种级别由高到低依次为:强引用>软引用>弱引用>虚引用。 强引用(strong reference) 软引用(SoftReference) 弱引用(WeakReference) 弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它 所管辖的内存区域的过程中,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存。
虚引用(PhantomReference) "虚引用"顾名思义,就是形同虚设,与其他几种引用都不同,虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,在任何时候都可能被垃圾回收。
软引用和弱引用的应用实例: 注意:对于SoftReference(软引用)或者WeakReference(弱引用)的Bitmap缓存方案,现在已经不推荐使用了。自Android2.3版本(API Level 9)开始,垃圾回收器更着重于对软/弱引用的回收,所以下面的内容可以选择忽略。 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。 下面以使用软引用为例来详细说明(弱引用的使用方式与软引用是类似的): 假设我们的应用会用到大量的默认图片,而且这些图片很多地方会用到。如果每次都去读取图片,由于读取文件需要硬件操作,速度较慢,会导致性能较低。所以我们考虑将图片缓存起来,需要的时候直接从内存中读取。但是,由于图片占用内存空间比较大,缓存很多图片需要很多的内存,就可能比较容易发生OutOfMemory异常。这时,我们可以考虑使用软引用技术来避免这个问题发生。
首先定义一个HashMap,保存软引用对象。
需要注意的是,在垃圾回收器对这个Java对象回收前,SoftReference类所提供的get方法会返回Java对象的强引用,一旦垃圾线程回收该Java对象之后,get方法将返回null。所以在获取软引用对象的代码中,一定要判断是否为null,以免出现NullPointerException异常导致应用崩溃。
到底什么时候使用软引用,什么时候使用弱引用呢? 个人认为,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。 还有就是可以根据对象是否经常使用来判断。如果该对象可能会经常使用的,就尽量用软引用。如果该对象不被使用的可能性更大些,就可以用弱引用。 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。
其他小tips: 对常量使用static final修饰符 让我们来看看这两段在类前面的声明:
static int intVal = 42;
static final int intVal = 42; 现在,类不再需要clinit方法,因为在成员变量初始化的时候,会将常量直接保存到类文件中。用到intVal的代码被直接替换成42,而使用strVal的会指向一个字符串常量,而不是使用成员变量。 将一个方法或类声明为final不会带来性能的提升,但是会帮助编译器优化代码。举例说,如果编译器知道一个getter方法不会被重载,那么编译器会对其采用内联调用。 你也可以将本地变量声明为final,同样,这也不会带来性能的提升。使用“final”只能使本地变量看起来更清晰些(但是也有些时候这是必须的,比如在使用匿名内部类的时候)。
静态方法代替虚拟方法 如果不需要访问某对象的字段,将方法设置为静态,调用会加速15%到20%。这也是一种好的做法,因为你可以从方法声明中看出调用该方法不需要更新此对象的状态。
减少不必要的全局变量 尽量避免static成员变量引用资源耗费过多的实例,比如Context 因为Context的引用超过它本身的生命周期,会导致Context泄漏。所以尽量使用Application这种Context类型。 你可以通过调用Context.getApplicationContext()或 Activity.getApplication()轻松得到Application对象。
避免创建不必要的对象 最常见的例子就是当你要频繁操作一个字符串时,使用StringBuffer代替String。 对于所有所有基本类型的组合:int数组比Integer数组好,这也概括了一个基本事实,两个平行的int数组比 (int,int)对象数组性能要好很多。 总体来说,就是避免创建短命的临时对象。减少对象的创建就能减少垃圾收集,进而减少对用户体验的影响。 在Android中,虚方法调用的代价比直接字段访问高昂许多。通常根据面向对象语言的实践,在公共接口中使用Getters和Setters是有道理的,但在一个字段经常被访问的类中宜采用直接访问。
避免使用浮点数 通常的经验是,在Android设备中,浮点数会比整型慢两倍。
使用实体类比接口好 假设你有一个HashMap对象,你可以将它声明为HashMap或者Map: Map map1 = new HashMap(); HashMap map2 = new HashMap(); 哪个更好呢? 按照传统的观点Map会更好些,因为这样你可以改变他的具体实现类,只要这个类继承自Map接口。传统的观点对于传统的程序是正确的,但是它并不适合嵌入式系统。调用一个接口的引用会比调用实体类的引用多花费一倍的时间。如果HashMap完全适合你的程序,那么使用Map就没有什么价值。如果有些地方你不能确定,先避免使用Map,剩下的交给IDE提供的重构功能好了。(当然公共API是一个例外:一个好的API常常会牺牲一些性能)
避免使用枚举 枚举变量非常方便,但不幸的是它会牺牲执行的速度和并大幅增加文件体积。 使用枚举变量可以让你的API更出色,并能提供编译时的检查。所以在通常的时候你毫无疑问应该为公共API选择枚举变量。但是当性能方面有所限制的时候,你就应该避免这种做法了。
for循环
访问成员变量比访问本地变量慢得多,如下面一段代码:
永远不要在for的第二个条件中调用任何方法,如下面一段代码:
对上面两个例子最好改为:
了解并使用类库 选择Library中的代码而非自己重写,除了通常的那些原因外,考虑到系统空闲时会用汇编代码调用来替代library方法,这可能比JIT中生成的等价的最好的Java代码还要好。 当你在处理字串的时候,不要吝惜使用String.indexOf(),String.lastIndexOf()等特殊实现的方法。这些方法都是使用C/C++实现的,比起Java循环快10到100倍。 System.arraycopy方法在有JIT的Nexus One上,自行编码的循环快9倍。 android.text.format包下的Formatter类,提供了IP地址转换、文件大小转换等方法;DateFormat类,提供了各种时间转换,都是非常高效的方法。 TextUtils类,对于字符串处理Android为我们提供了一个简单实用的TextUtils类,如果处理比较简单的内容不用去思考正则表达式不妨试试这个在android.text.TextUtils的类 高性能MemoryFile类,很多人抱怨Android处理底层I/O性能不是很理想,如果不想使用NDK则可以通过MemoryFile类实现高性能的文件读写操作。MemoryFile适用于哪些地方呢?对于I/O需要频繁操作的,主要是和外部存储相关的I/O操作,MemoryFile通过将 NAND或SD卡上的文件,分段映射到内存中进行修改处理,这样就用高速的RAM代替了ROM或SD卡,性能自然提高不少,对于Android手机而言同时还减少了电量消耗。该类实现的功能不是很多,直接从Object上继承,通过JNI的方式直接在C底层执行。
Reuse: Reuse重用,减少内存消耗的重要手段之一。
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)。
Bitmap缓存:
Bitmap缓存分为两种: 一种是内存缓存,一种是硬盘缓存。
内存缓存(LruCache): 以牺牲宝贵的应用内存为代价,内存缓存提供了快速的Bitmap访问方式。系统提供的LruCache类是非常适合用作缓存Bitmap任务的,它将最近被引用到的对象存储在一个强引用的LinkedHashMap中,并且在缓存超过了指定大小之后将最近不常使用的对象释放掉。 注意:以前有一个非常流行的内存缓存实现是SoftReference(软引用)或者WeakReference(弱引用)的Bitmap缓存方案,然而现在已经不推荐使用了。自Android2.3版本(API
Level 9)开始,垃圾回收器更着重于对软/弱引用的回收,这使得上述的方案相当无效。
硬盘缓存(DiskLruCache): 一个内存缓存对加速访问最近浏览过的Bitmap非常有帮助,但是你不能局限于内存中的可用图片。GridView这样有着更大的数据集的组件可以很轻易消耗掉内存缓存。你的应用有可能在执行其他任务(如打电话)的时候被打断,并且在后台的任务有可能被杀死或者缓存被释放。一旦用户重新聚焦(resume)到你的应用,你得再次处理每一张图片。 在这种情况下,硬盘缓存可以用来存储Bitmap并在图片被内存缓存释放后减小图片加载的时间(次数)。当然,从硬盘加载图片比内存要慢,并且应该在后台线程进行,因为硬盘读取的时间是不可预知的。 注意:如果访问图片的次数非常频繁,那么ContentProvider可能更适合用来存储缓存图片,例如Image Gallery这样的应用程序。 更多关于内存缓存和硬盘缓存的内容请看Google官方教程https://developer./develop/index.html图片缓存的开源项目:
对于图片的缓存现在都倾向于使用开源项目,这里我列出几个我搜到的:
1. Android-Universal-Image-Loader 图片缓存
目前使用最广泛的图片缓存,支持主流图片缓存的绝大多数特性。
2. picasso square开源的图片缓存
3. ImageCache 图片缓存,包含内存和Sdcard缓存
(1)支持预取新图片,支持等待队列 4. Android 网络通信框架Volley
项目地址:https://android./platform/frameworks/volley
我们在程序中需要和网络通信的时候,大体使用的东西莫过于AsyncTaskLoader,HttpURLConnection,AsyncTask,HTTPClient(Apache)等,在2013年的Google
I/O发布了Volley。Volley是Android平台上的网络通信库,能使网络通信更快,更简单,更健壮。
特点:
(1)JSON,图像等的异步下载;
(2)网络请求的排序(scheduling)
(3)网络请求的优先级处理
(4)缓存
(5)多级别取消请求
(6)和Activity和生命周期的联动(Activity结束时同时取消所有网络请求)
Adapter适配器
在Android中Adapter使用十分广泛,特别是在list中。所以adapter是数据的 “集散地” ,所以对其进行内存优化是很有必要的。
下面算是一个标准的使用模版:
主要使用convertView和ViewHolder来进行缓存处理
池(PooL)
对象池: 对象池使用的基本思路是:将用过的对象保存起来,等下一次需要这种对象的时候,再拿出来重复使用,从而在一定程度上减少频繁创建对象所造成的开销。 并非所有对象都适合拿来池化――因为维护对象池也要造成一定开销。对生成时开销不大的对象进行池化,反而可能会出现“维护对象池的开销”大于“生成新对象的开销”,从而使性能降低的情况。但是对于生成时开销可观的对象,池化技术就是提高性能的有效策略了。
线程池:
线程池的基本思想还是一种对象池的思想,开辟一块内存空间,里面存放了众多(未死亡)的线程,池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时,从池中取一个,执行完成后线程对象归池,这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销,节省了系统的资源。 比如:一个应用要和网络打交道,有很多步骤需要访问网络,为了不阻塞主线程,每个步骤都创建个线程,在线程中和网络交互,用线程池就变的简单,线程池是对线程的一种封装,让线程用起来更加简便,只需要创一个线程池,把这些步骤像任务一样放进线程池,在程序销毁时只要调用线程池的销毁函数即可。
java提供了ExecutorService和Executors类,我们可以应用它去建立线程池。 通常可以建立如下4种:
注意:
要根据情况适度使用缓存,因为内存有限。 能保存路径地址的就不要存放图片数据,不经常使用的尽量不要缓存,不用时就清空。 写在最后:
我准备将文章分为上、中、下三部分。现在已经全部完成: 内存简介,Recoken(计算)请看:ANDROID内存优化(大汇总——上) Reduce(减少),Reuse(重用) 请看:ANDROID内存优化(大汇总——中) Recycle(回收), Review(检查) 请看:ANDROID内存优化(大汇总——全)
写这篇文章的目的就是想弄一个大汇总,将零散的内存知识点总结一下,如果有错误、不足或建议都希望告诉我。
参考文章: 解析Android开发优化之:软引用与弱引用的应用(http://www.jb51.net/article/36627.htm)android内存泄露优化总结(http://blog.csdn.net/imain/article/details/8560986) Android 内存优化(http://blog.csdn.net/awangyunke/article/details/20380719) Android开发优化之——对Bitmap的内存优化(http://blog.csdn.net/arui319/article/details/7953690) 关于android性能,内存优化(http://www.cnblogs.com/zyw-205520/archive/2013/02/17/2914190.html) Android研究院之应用开发线程池的经典使用(http://www./archives/2439)
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