轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明本文出自大苞米的博客(http://blog.csdn.net/a396901990),謝謝支持!
寫在最前:
本文的思路主要借鑒了2014年AnDevCon開發(fā)者大會(huì)的一個(gè)演講PPT,加上把網(wǎng)上搜集的各種內(nèi)存零散知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行匯總、挑選、簡(jiǎn)化后整理而成。
所以我將本文定義為一個(gè)工具類的文章,如果你在ANDROID開發(fā)中遇到關(guān)于內(nèi)存問題,或者馬上要參加面試,或者就是單純的學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)一下內(nèi)存相關(guān)知識(shí),都?xì)g迎閱讀。(本文最后我會(huì)盡量列出所參考的文章)。
OOM:
內(nèi)存泄露可以引發(fā)很多的問題:
1.程序卡頓,響應(yīng)速度慢(內(nèi)存占用高時(shí)JVM虛擬機(jī)會(huì)頻繁觸發(fā)GC)
2.莫名消失(當(dāng)你的程序所占內(nèi)存越大,它在后臺(tái)的時(shí)候就越可能被干掉。反之內(nèi)存占用越小,在后臺(tái)存在的時(shí)間就越長(zhǎng))
3.直接崩潰(OutOfMemoryError)
ANDROID內(nèi)存面臨的問題:
1.有限的堆內(nèi)存,原始只有16M
2.內(nèi)存大小消耗等根據(jù)設(shè)備,操作系統(tǒng)等級(jí),屏幕尺寸的不同而不同
3.程序不能直接控制
4.支持后臺(tái)多任務(wù)處理(multitasking)
5.運(yùn)行在虛擬機(jī)之上
5R:
本文主要通過如下的5R方法來對(duì)ANDROID內(nèi)存進(jìn)行優(yōu)化:
1.Reckon(計(jì)算)
首先需要知道你的app所消耗內(nèi)存的情況,知己知彼才能百戰(zhàn)不殆
2.Reduce(減少)
消耗更少的資源
3.Reuse(重用)
當(dāng)?shù)谝淮问褂猛暌院螅M量給其他的使用
5.Recycle(回收)
回收資源
4.Review(檢查)
回顧檢查你的程序,看看設(shè)計(jì)或代碼有什么不合理的地方。
Reckon:
關(guān)于內(nèi)存簡(jiǎn)介,和Reckon(內(nèi)存計(jì)算)的內(nèi)容請(qǐng)看上一篇文章:ANDROID內(nèi)存優(yōu)化(大匯總——上)
Reduce :
Reduce的意思就是減少,直接減少內(nèi)存的使用是最有效的優(yōu)化方式。
下面來看看有哪些方法可以減少內(nèi)存使用:
圖片顯示:
我們需要根據(jù)需求去加載圖片的大小。
例如在列表中僅用于預(yù)覽時(shí)加載縮略圖(thumbnails )。
只有當(dāng)用戶點(diǎn)擊具體條目想看詳細(xì)信息的時(shí)候,這時(shí)另啟動(dòng)一個(gè)fragment/activity/對(duì)話框等等,去顯示整個(gè)圖片
圖片大?。?/span>
直接使用ImageView顯示bitmap會(huì)占用較多資源,特別是圖片較大的時(shí)候,可能導(dǎo)致崩潰。
使用BitmapFactory.Options設(shè)置inSampleSize, 這樣做可以減少對(duì)系統(tǒng)資源的要求。
屬性值inSampleSize表示縮略圖大小為原始圖片大小的幾分之一,即如果這個(gè)值為2,則取出的縮略圖的寬和高都是原始圖片的1/2,圖片大小就為原始大小的1/4。
圖片像素:
圖片回收:
使用Bitmap過后,就需要及時(shí)的調(diào)用Bitmap.recycle()方法來釋放Bitmap占用的內(nèi)存空間,而不要等Android系統(tǒng)來進(jìn)行釋放。
下面是釋放Bitmap的示例代碼片段。
捕獲異常:
經(jīng)過上面這些優(yōu)化后還會(huì)存在報(bào)OOM的風(fēng)險(xiǎn),所以下面需要一道最后的關(guān)卡——捕獲OOM異常:
修改對(duì)象引用類型:
引用類型:
引用分為四種級(jí)別,這四種級(jí)別由高到低依次為:強(qiáng)引用>軟引用>弱引用>虛引用。
強(qiáng)引用(strong reference)
如:Object object=new Object(),object就是一個(gè)強(qiáng)引用了。當(dāng)內(nèi)存空間不足,Java虛擬機(jī)寧愿拋出OutOfMemoryError錯(cuò)誤,使程序異常終止,也不會(huì)靠隨意回收具有強(qiáng)引用的對(duì)象來解決內(nèi)存不足問題。
軟引用(SoftReference)
只有內(nèi)存不夠時(shí)才回收,常用于緩存;當(dāng)內(nèi)存達(dá)到一個(gè)閥值,GC就會(huì)去回收它;
弱引用(WeakReference)
弱引用的對(duì)象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它 所管轄的內(nèi)存區(qū)域的過程中,一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對(duì)象,不管當(dāng)前內(nèi)存空間足夠與否,都會(huì)回收它的內(nèi)存。
虛引用(PhantomReference)
"虛引用"顧名思義,就是形同虛設(shè),與其他幾種引用都不同,虛引用并不會(huì)決定對(duì)象的生命周期。如果一個(gè)對(duì)象僅持有虛引用,那么它就和沒有任何引用一樣,在任何時(shí)候都可能被垃圾回收。
軟引用和弱引用的應(yīng)用實(shí)例:
注意:對(duì)于SoftReference(軟引用)或者WeakReference(弱引用)的Bitmap緩存方案,現(xiàn)在已經(jīng)不推薦使用了。自Android2.3版本(API Level 9)開始,垃圾回收器更著重于對(duì)軟/弱引用的回收,所以下面的內(nèi)容可以選擇忽略。
在Android應(yīng)用的開發(fā)中,為了防止內(nèi)存溢出,在處理一些占用內(nèi)存大而且聲明周期較長(zhǎng)的對(duì)象時(shí)候,可以盡量應(yīng)用軟引用和弱引用技術(shù)。
下面以使用軟引用為例來詳細(xì)說明(弱引用的使用方式與軟引用是類似的):
假設(shè)我們的應(yīng)用會(huì)用到大量的默認(rèn)圖片,而且這些圖片很多地方會(huì)用到。如果每次都去讀取圖片,由于讀取文件需要硬件操作,速度較慢,會(huì)導(dǎo)致性能較低。所以我們考慮將圖片緩存起來,需要的時(shí)候直接從內(nèi)存中讀取。但是,由于圖片占用內(nèi)存空間比較大,緩存很多圖片需要很多的內(nèi)存,就可能比較容易發(fā)生OutOfMemory異常。這時(shí),我們可以考慮使用軟引用技術(shù)來避免這個(gè)問題發(fā)生。
首先定義一個(gè)HashMap,保存軟引用對(duì)象。
需要注意的是,在垃圾回收器對(duì)這個(gè)Java對(duì)象回收前,SoftReference類所提供的get方法會(huì)返回Java對(duì)象的強(qiáng)引用,一旦垃圾線程回收該Java對(duì)象之后,get方法將返回null。所以在獲取軟引用對(duì)象的代碼中,一定要判斷是否為null,以免出現(xiàn)NullPointerException異常導(dǎo)致應(yīng)用崩潰。
到底什么時(shí)候使用軟引用,什么時(shí)候使用弱引用呢?
個(gè)人認(rèn)為,如果只是想避免OutOfMemory異常的發(fā)生,則可以使用軟引用。如果對(duì)于應(yīng)用的性能更在意,想盡快回收一些占用內(nèi)存比較大的對(duì)象,則可以使用弱引用。
還有就是可以根據(jù)對(duì)象是否經(jīng)常使用來判斷。如果該對(duì)象可能會(huì)經(jīng)常使用的,就盡量用軟引用。如果該對(duì)象不被使用的可能性更大些,就可以用弱引用。
另外,和弱引用功能類似的是WeakHashMap。WeakHashMap對(duì)于一個(gè)給定的鍵,其映射的存在并不阻止垃圾回收器對(duì)該鍵的回收,回收以后,其條目從映射中有效地移除。WeakHashMap使用ReferenceQueue實(shí)現(xiàn)的這種機(jī)制。
其他小tips:
對(duì)常量使用static final修飾符
讓我們來看看這兩段在類前面的聲明:
static int intVal = 42;
static String strVal = "Hello, world!";
編譯器會(huì)生成一個(gè)叫做clinit的初始化類的方法,當(dāng)類第一次被使用的時(shí)候這個(gè)方法會(huì)被執(zhí)行。方法會(huì)將42賦給intVal,然后把一個(gè)指向類中常量表 的引用賦給strVal。當(dāng)以后要用到這些值的時(shí)候,會(huì)在成員變量表中查找到他們。 下面我們做些改進(jìn),使用“final”關(guān)鍵字:
static final int intVal = 42;
static final String strVal = "Hello, world!";
現(xiàn)在,類不再需要clinit方法,因?yàn)樵诔蓡T變量初始化的時(shí)候,會(huì)將常量直接保存到類文件中。用到intVal的代碼被直接替換成42,而使用strVal的會(huì)指向一個(gè)字符串常量,而不是使用成員變量。
將一個(gè)方法或類聲明為final不會(huì)帶來性能的提升,但是會(huì)幫助編譯器優(yōu)化代碼。舉例說,如果編譯器知道一個(gè)getter方法不會(huì)被重載,那么編譯器會(huì)對(duì)其采用內(nèi)聯(lián)調(diào)用。
你也可以將本地變量聲明為final,同樣,這也不會(huì)帶來性能的提升。使用“final”只能使本地變量看起來更清晰些(但是也有些時(shí)候這是必須的,比如在使用匿名內(nèi)部類的時(shí)候)。
靜態(tài)方法代替虛擬方法
如果不需要訪問某對(duì)象的字段,將方法設(shè)置為靜態(tài),調(diào)用會(huì)加速15%到20%。這也是一種好的做法,因?yàn)槟憧梢詮姆椒暶髦锌闯稣{(diào)用該方法不需要更新此對(duì)象的狀態(tài)。
減少不必要的全局變量
盡量避免static成員變量引用資源耗費(fèi)過多的實(shí)例,比如Context
避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象
最常見的例子就是當(dāng)你要頻繁操作一個(gè)字符串時(shí),使用StringBuffer代替String。
對(duì)于所有所有基本類型的組合:int數(shù)組比Integer數(shù)組好,這也概括了一個(gè)基本事實(shí),兩個(gè)平行的int數(shù)組比 (int,int)對(duì)象數(shù)組性能要好很多。
總體來說,就是避免創(chuàng)建短命的臨時(shí)對(duì)象。減少對(duì)象的創(chuàng)建就能減少垃圾收集,進(jìn)而減少對(duì)用戶體驗(yàn)的影響。
避免使用浮點(diǎn)數(shù)
通常的經(jīng)驗(yàn)是,在Android設(shè)備中,浮點(diǎn)數(shù)會(huì)比整型慢兩倍。
使用實(shí)體類比接口好
假設(shè)你有一個(gè)HashMap對(duì)象,你可以將它聲明為HashMap或者M(jìn)ap:
Map map1 = new HashMap();HashMap map2 = new HashMap();
哪個(gè)更好呢?
按照傳統(tǒng)的觀點(diǎn)Map會(huì)更好些,因?yàn)檫@樣你可以改變他的具體實(shí)現(xiàn)類,只要這個(gè)類繼承自Map接口。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)于傳統(tǒng)的程序是正確的,但是它并不適合嵌入式系統(tǒng)。調(diào)用一個(gè)接口的引用會(huì)比調(diào)用實(shí)體類的引用多花費(fèi)一倍的時(shí)間。如果HashMap完全適合你的程序,那么使用Map就沒有什么價(jià)值。如果有些地方你不能確定,先避免使用Map,剩下的交給IDE提供的重構(gòu)功能好了。(當(dāng)然公共API是一個(gè)例外:一個(gè)好的API常常會(huì)犧牲一些性能)
避免使用枚舉
枚舉變量非常方便,但不幸的是它會(huì)犧牲執(zhí)行的速度和并大幅增加文件體積。
使用枚舉變量可以讓你的API更出色,并能提供編譯時(shí)的檢查。所以在通常的時(shí)候你毫無疑問應(yīng)該為公共API選擇枚舉變量。但是當(dāng)性能方面有所限制的時(shí)候,你就應(yīng)該避免這種做法了。for循環(huán)
訪問成員變量比訪問本地變量慢得多,如下面一段代碼:
永遠(yuǎn)不要在for的第二個(gè)條件中調(diào)用任何方法,如下面一段代碼:
對(duì)上面兩個(gè)例子最好改為:
了解并使用類庫
選擇Library中的代碼而非自己重寫,除了通常的那些原因外,考慮到系統(tǒng)空閑時(shí)會(huì)用匯編代碼調(diào)用來替代library方法,這可能比JIT中生成的等價(jià)的最好的Java代碼還要好。
當(dāng)你在處理字串的時(shí)候,不要吝惜使用String.indexOf(),String.lastIndexOf()等特殊實(shí)現(xiàn)的方法。這些方法都是使用C/C++實(shí)現(xiàn)的,比起Java循環(huán)快10到100倍。
System.arraycopy方法在有JIT的Nexus One上,自行編碼的循環(huán)快9倍。
android.text.format包下的Formatter類,提供了IP地址轉(zhuǎn)換、文件大小轉(zhuǎn)換等方法;DateFormat類,提供了各種時(shí)間轉(zhuǎn)換,都是非常高效的方法。
TextUtils類,對(duì)于字符串處理Android為我們提供了一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的TextUtils類,如果處理比較簡(jiǎn)單的內(nèi)容不用去思考正則表達(dá)式不妨試試這個(gè)在android.text.TextUtils的類
高性能MemoryFile類,很多人抱怨Android處理底層I/O性能不是很理想,如果不想使用NDK則可以通過MemoryFile類實(shí)現(xiàn)高性能的文件讀寫操作。MemoryFile適用于哪些地方呢?對(duì)于I/O需要頻繁操作的,主要是和外部存儲(chǔ)相關(guān)的I/O操作,MemoryFile通過將 NAND或SD卡上的文件,分段映射到內(nèi)存中進(jìn)行修改處理,這樣就用高速的RAM代替了ROM或SD卡,性能自然提高不少,對(duì)于Android手機(jī)而言同時(shí)還減少了電量消耗。該類實(shí)現(xiàn)的功能不是很多,直接從Object上繼承,通過JNI的方式直接在C底層執(zhí)行。
Reuse:
Bitmap緩存分為兩種:
一種是內(nèi)存緩存,一種是硬盤緩存。
內(nèi)存緩存(LruCache):
以犧牲寶貴的應(yīng)用內(nèi)存為代價(jià),內(nèi)存緩存提供了快速的Bitmap訪問方式。系統(tǒng)提供的LruCache類是非常適合用作緩存Bitmap任務(wù)的,它將最近被引用到的對(duì)象存儲(chǔ)在一個(gè)強(qiáng)引用的LinkedHashMap中,并且在緩存超過了指定大小之后將最近不常使用的對(duì)象釋放掉。
注意:以前有一個(gè)非常流行的內(nèi)存緩存實(shí)現(xiàn)是SoftReference(軟引用)或者WeakReference(弱引用)的Bitmap緩存方案,然而現(xiàn)在已經(jīng)不推薦使用了。自Android2.3版本(API Level 9)開始,垃圾回收器更著重于對(duì)軟/弱引用的回收,這使得上述的方案相當(dāng)無效。
硬盤緩存(DiskLruCache):
一個(gè)內(nèi)存緩存對(duì)加速訪問最近瀏覽過的Bitmap非常有幫助,但是你不能局限于內(nèi)存中的可用圖片。GridView這樣有著更大的數(shù)據(jù)集的組件可以很輕易消耗掉內(nèi)存緩存。你的應(yīng)用有可能在執(zhí)行其他任務(wù)(如打電話)的時(shí)候被打斷,并且在后臺(tái)的任務(wù)有可能被殺死或者緩存被釋放。一旦用戶重新聚焦(resume)到你的應(yīng)用,你得再次處理每一張圖片。
在這種情況下,硬盤緩存可以用來存儲(chǔ)Bitmap并在圖片被內(nèi)存緩存釋放后減小圖片加載的時(shí)間(次數(shù))。當(dāng)然,從硬盤加載圖片比內(nèi)存要慢,并且應(yīng)該在后臺(tái)線程進(jìn)行,因?yàn)橛脖P讀取的時(shí)間是不可預(yù)知的。
注意:如果訪問圖片的次數(shù)非常頻繁,那么ContentProvider可能更適合用來存儲(chǔ)緩存圖片,例如Image Gallery這樣的應(yīng)用程序。
更多關(guān)于內(nèi)存緩存和硬盤緩存的內(nèi)容請(qǐng)看Google官方教程https://developer.android.com/develop/index.html1. Android-Universal-Image-Loader 圖片緩存
目前使用最廣泛的圖片緩存,支持主流圖片緩存的絕大多數(shù)特性。
項(xiàng)目地址:https://github.com/nostra13/Android-Universal-Image-Loader
2. picasso square開源的圖片緩存
項(xiàng)目地址:https://github.com/square/picasso
特點(diǎn):(1)可以自動(dòng)檢測(cè)adapter的重用并取消之前的下載
(2)圖片變換
(3)可以加載本地資源
(4)可以設(shè)置占位資源
(5)支持debug模式
3. ImageCache 圖片緩存,包含內(nèi)存和Sdcard緩存
項(xiàng)目地址:https://github.com/Trinea/AndroidCommon
特點(diǎn):
(1)支持預(yù)取新圖片,支持等待隊(duì)列
(2)包含二級(jí)緩存,可自定義文件名保存規(guī)則
(3)可選擇多種緩存算法(FIFO、LIFO、LRU、MRU、LFU、MFU等13種)或自定義緩存算法
(4)可方便的保存及初始化恢復(fù)數(shù)據(jù)
(5)支持不同類型網(wǎng)絡(luò)處理
(6)可根據(jù)系統(tǒng)配置初始化緩存等
對(duì)象池:
對(duì)象池使用的基本思路是:將用過的對(duì)象保存起來,等下一次需要這種對(duì)象的時(shí)候,再拿出來重復(fù)使用,從而在一定程度上減少頻繁創(chuàng)建對(duì)象所造成的開銷。 并非所有對(duì)象都適合拿來池化――因?yàn)榫S護(hù)對(duì)象池也要造成一定開銷。對(duì)生成時(shí)開銷不大的對(duì)象進(jìn)行池化,反而可能會(huì)出現(xiàn)“維護(hù)對(duì)象池的開銷”大于“生成新對(duì)象的開銷”,從而使性能降低的情況。但是對(duì)于生成時(shí)開銷可觀的對(duì)象,池化技術(shù)就是提高性能的有效策略了。
線程池的基本思想還是一種對(duì)象池的思想,開辟一塊內(nèi)存空間,里面存放了眾多(未死亡)的線程,池中線程執(zhí)行調(diào)度由池管理器來處理。當(dāng)有線程任務(wù)時(shí),從池中取一個(gè),執(zhí)行完成后線程對(duì)象歸池,這樣可以避免反復(fù)創(chuàng)建線程對(duì)象所帶來的性能開銷,節(jié)省了系統(tǒng)的資源。
比如:一個(gè)應(yīng)用要和網(wǎng)絡(luò)打交道,有很多步驟需要訪問網(wǎng)絡(luò),為了不阻塞主線程,每個(gè)步驟都創(chuàng)建個(gè)線程,在線程中和網(wǎng)絡(luò)交互,用線程池就變的簡(jiǎn)單,線程池是對(duì)線程的一種封裝,讓線程用起來更加簡(jiǎn)便,只需要?jiǎng)?chuàng)一個(gè)線程池,把這些步驟像任務(wù)一樣放進(jìn)線程池,在程序銷毀時(shí)只要調(diào)用線程池的銷毀函數(shù)即可。
java提供了ExecutorService和Executors類,我們可以應(yīng)用它去建立線程池。
通??梢越⑷缦?種:
要根據(jù)情況適度使用緩存,因?yàn)閮?nèi)存有限。
能保存路徑地址的就不要存放圖片數(shù)據(jù),不經(jīng)常使用的盡量不要緩存,不用時(shí)就清空。
寫在最后:
我準(zhǔn)備將文章分為上、中、下三部分?,F(xiàn)在已經(jīng)全部完成:
內(nèi)存簡(jiǎn)介,Recoken(計(jì)算)請(qǐng)看:ANDROID內(nèi)存優(yōu)化(大匯總——上)
Reduce(減少),Reuse(重用) 請(qǐng)看:ANDROID內(nèi)存優(yōu)化(大匯總——中)
Recycle(回收), Review(檢查) 請(qǐng)看:ANDROID內(nèi)存優(yōu)化(大匯總——全)
寫這篇文章的目的就是想弄一個(gè)大匯總,將零散的內(nèi)存知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一下,如果有錯(cuò)誤、不足或建議都希望告訴我。
參考文章:
解析Android開發(fā)優(yōu)化之:軟引用與弱引用的應(yīng)用(http://www.jb51.net/article/36627.htm)Android研究院之應(yīng)用開發(fā)線程池的經(jīng)典使用(http://www.xuanyusong.com/archives/2439)
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