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Android內存優化

在前公司做一個圖片處理的應用時， 項目交付的時候，客戶的手機在運行應用的時候，一直在崩潰，而這個異常就是OutOfMemory的錯誤，簡稱為OOM， 搞得我們也是極其的崩潰，最後 ，我們是通過網上搜集資料和代碼走查的方式來優化解決的，這裏，我就把我們收集到資料和總結的經驗分享下吧。
    Android的虛擬機是基於寄存器的Dalvik，它的最大堆大小一般是16M，有的機器為24M。我們平常看到的OutOfMemory的錯誤，通常是堆內存溢出。移動開發和web開發的最大的區別是設備資源受限，對一般手機應用，這個資源是相當有限的，堆內存的上限值隻有16M。Android的缺省值是16M（某些機型是24M），而對於普通應用這是不能改的，當應用程序處理大資源的資源，如圖片或視頻等媒體資源時 ，數量一多，時間一長，這個16M是很容易耗盡的，OOM是很容易出現的。
   *Android內存泄露*
   雖然JAVA有垃圾回收機製，但也存在內存泄露。如果我們一個程序中，已經不再使用某個對象，但是因為仍然有引用指向它，垃圾回收器就無法回收它，當然該對象占用的內存就無法被使用，這就造成了內存泄露。如果我們的java運行很久,而這種內存泄露不斷的發生，最後就沒內存可用了。當然java的，內存泄漏和C/C++是不一樣的。如果java程序完全結束後，它所有的對象就都不可達了，係統就可以對他們進行垃圾回收，它的內存泄露僅僅限於它本身，而不會影響整個係統的。C/C++的內存泄露就比較糟糕了，它的內存泄露是係統級，即使該C/C++程序退出，它的泄露的內存也無法被係統回收，永遠不可用了，除非重啟機器。
  Android的一個應用程序的內存泄露對別的應用程序影響不大。為了能夠使得Android應用程序安全且快速的運行，Android的每個應用程序都會使用一個專有的Dalvik虛擬機實例來運行，它是由Zygote服務進程孵化出來的，也就是說每個應用程序都是在屬於自己的進程中運行的。Android為不同類型的進程分配了不同的內存使用上限，如果程序在運行過程中出現了內存泄漏的而造成應用進程使用的內存超過了這個上限，則會被係統視為內存泄漏，從而被kill掉，這使得僅僅自己的進程被kill掉，而不會影響其他進程（如果是system_process等係統進程出問題的話，則會引起係統重啟），這是，我們的應用程序就會崩潰，我們就會看到OOM。
一般而言，android中常見的原因主要有以下幾個：
1.數據庫的cursor沒有關閉。
2.構造adapter沒有使用緩存contentview。
3.調用registerReceiver()後未調用unregisterReceiver().
4.未關閉InputStream/OutputStream。
5.Bitmap使用後未調用recycle()。
6.Context泄漏。
7.static關鍵字等。
下麵我們就來逐一說明這些吧：
*1、首先，我們先來說明static，這個是萬惡之源*
   static是Java中的一個關鍵字，當用它來修飾成員變量時，那麼該變量就屬於該類，而不是該類的實例。   不少程序員喜歡用static這個關鍵字修飾變量，因為他使得變量的生命周期大大延長啦，並且訪問的時候，也極其的方便，用類名就能直接訪問，各個資源間傳值也極其的方便，所以，它經常被我們使用。但如果用它來引用一些資源耗費過多的實例（Context的情況最多），這時就要謹慎對待了。


1 public class ClassName {  
2       private static Context mContext;  
3       //省略  
4 }


以上的代碼是很危險的，如果將Activity賦值到麼mContext的話。那麼即使該Activity已經onDestroy，但是由於仍有對象保存它的引用，因此該Activity依然不會被釋放，並且，如果該activity裏麵再持有一些資源，那就糟糕了。 
    上麵是直接的引用泄露，我們再看google文檔中的一個例子。 
01 private static Drawable sBackground;  
02  
03  
04  @Override  
05  protected void onCreate(Bundle state) {  
06    super.onCreate(state);  
07  
08  
09    TextView label = new TextView(this);  
10    label.setText("Leaks are bad");  
11  
12  
13    if (sBackground == null) {  
14      sBackground = getDrawable(R.drawable.large_bitmap);  
15    }  
16    label.setBackgroundDrawable(sBackground);  
17  
18  
19    setContentView(label);  
20  }

    sBackground, 是一個靜態的變量，但是我們發現，我們並沒有顯式的保存Contex的引用，但是，當Drawable與View連接之後，Drawable就將View設置為一個回調，由於View中是包含Context的引用的，所以，實際上我們依然保存了Context的引用。這個引用鏈如下： 
    Drawable->TextView->Context 
所以，最終該Context也沒有得到釋放，也發生了內存泄露。 
那我們如何的避免這種泄露的發生呢？ 
   第一，應該盡量避免static成員變量引用資源耗費過多的實例，比如Context。 
   第二、Context盡量使用Application Context，因為Application的Context的生命周期比較長，引用它不會出現內存泄露的問題。 
   第三、使用WeakReference代替強引用。比如可以使用WeakReference<Context> mContextRef; 
該部分的詳細內容也可以參考Android文檔中Article部分。 
*2、 Context泄漏* 
   第一條說的static泄露中，已經概括了大部分的context泄露，出了這種static的泄露context的方式外，還有一種就是內部類持有外部對象造成的內存泄露，常見是內部線程造成的。 
01 public class BasicActivity extends Activity {  
02    @Override  
03    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
04        super.onCreate(savedInstanceState);  
05        setContentView(R.layout.main);  
06        new MyThread().start();  
07    }  
08  
09  
10    private class OneThread extends Thread{  
11        @Override  
12        public void run() {  
13            super.run();  
14            //do somthing  
15        }  
16    }  
17 }  

   這段代碼很平常也很簡單，是我們經常使用的形式。我們思考一個問題：假設OneThread的run函數是一個很費時的操作，當我們開啟該線程後，將設備的橫屏變為了豎屏，一般情況下當屏幕轉換時會重新創建Activity，按照我們的想法，老的Activity應該會被銷毀才對，然而事實上並非如此。

    由於我們的線程是Activity的內部類，所以OneThread中保存了Activity的一個引用，當OneThread的run函數沒有結束時，OneThread是不會被銷毀的，因此它所引用的老的Activity也不會被銷毀，因此就出現了內存泄露的問題。 
   有些人喜歡用Android提供的AsyncTask，但事實上AsyncTask的問題更加嚴重，Thread隻有在run函數不結束時才出現這種內存泄露問題，然而AsyncTask內部的實現機製是運用了ThreadPoolExcutor,該類產生的Thread對象的生命周期是不確定的，是應用程序無法控製的，因此如果AsyncTask作為Activity的內部類，就更容易出現內存泄露的問題,故一般不建議將AsyncTask作為內部類使用。 
   那麼上述內存泄露問題應該如何解決呢？ 
   第一、將線程的內部類，改為靜態內部類。並且注意第二條。 
   第二、在線程內部采用弱引用保存Context引用。 
*3、bitmap內存泄露* 
   可以說出現OutOfMemory問題的絕大多數人，都是因為Bitmap的問題。因為Bitmap占用的內存實在是太多了，它是一個“超級大胖子”，特別是分辨率大的圖片，如果要顯示多張那問題就更顯著了。 
   如何解決Bitmap帶給我們的內存問題？ 
   第一、及時的銷毀。 
雖然，係統能夠確認Bitmap分配的內存最終會被銷毀，但是由於它占用的內存過多，所以很可能會超過java堆的限製。因此，在用完Bitmap時，要及時的recycle掉。recycle並不能確定立即就會將Bitmap釋放掉，但是會給虛擬機一個暗示：“該圖片可以釋放了”,  還有就是， 雖然recycle()從源碼上看，調用它應該能立即釋放Bitmap的主要內存，但是測試表明它並沒能立即釋放內存。故我們還需手動設置為NULL這樣還能大大的加速Bitmap的主要內存的釋放。。 
如下： 

1 if(!bitmap.isRecycled()){
2           bitmap.recycle()
3 }
        

   第二、設置一定的采樣率。 
   有時候，我們要顯示的區域很小，沒有必要將整個圖片都加載出來，而隻需要記載一個縮小過的圖片，這時候可以設置一定的采樣率，那麼就可以大大減小占用的內存。如下麵的代碼： 
01     private ImageView preview;  
02     BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  
03     options.inSampleSize = 2;//圖片寬高都為原來的二分之一，即圖片為原來的四分之一  
04     Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(cr.openInputStream(uri), null, options);  
05     preview.setImageBitmap(bitmap);  
06     第三、巧妙的運用軟引用（SoftRefrence）
07     有些時候，我們使用Bitmap後沒有保留對它的引用，因此就無法調用Recycle函數。這時候巧妙的運用軟引用，可以使Bitmap在內存快不足時得到有效的釋放。如下例：
08 private class MyAdapter extends BaseAdapter {  
09     
10     private ArrayList> mBitmapRefs = new ArrayList>();  
11     public View getView(int i, View view, ViewGroup viewGroup) {  
12         View newView = null;  
13         if(view != null) {  
14             newView = view;  
15         } else {  
16             newView =(View)mInflater.inflate(R.layout.image_view, false);  
17         }  
18     
19         Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(mValues.get(i).fileName);  
20         mBitmapRefs.add(new SoftReference(bitmap));     //此處加入ArrayList  
21         ((ImageView)newView).setImageBitmap(bitmap);  
22     
23         return newView;  
24     }  
25 }  

   開源社區上有一個SoftHashMap工具類，就很好的采用了這種思想，所有，我們可以采用該容器來保存這些大內存資源。 
*4.未關閉InputStream/OutputStream*  
   這個就不多說了，我們操作完輸入輸出流都要關閉流 
*5、調用registerReceiver()後未調用unregisterReceiver().* 
    廣播接收者（BroadcastReceiver）經常在應用中用到，可以在多線程任務完成後發送廣播通知UI更新，也可以接收係統廣播實現一些功能  
    可以通過代碼的方式注冊：  
1 IntentFilter postFilter = new IntentFilter(); 
2 postFilter.addAction(getPackageName() + ".background.job"); 
3 this.registerReceiver(receiver, postFilter);


    當我們Activity中使用了registerReceiver()方法注冊了BroadcastReceiver，一定要在Activity的生命周期內調用unregisterReceiver()方法取消注冊  
    也就是說registerReceiver()和unregisterReceiver()方法一定要成對出現，通常我們可以重寫Activity的onDestory(). 
*6、 構造adapter沒有使用緩存contentview* 
   當一個listview的子項有成千上萬個時，如果我們沒有采用一定的策略來重用這些資源，那應用的那點對內存，是遠遠不夠使用的。 
   在繼承BaseAdapter時會讓我們重寫getView(int position, View   convertView, ViewGroup parent)方法，  
   第二個參數convertView就是我們要用到的重用的對象。 
   這裏隻講使用方法，具體性能測試文章請見：  
    ListView中getView的原理＋如何在ListView中放置多個item  
    https://www.cnblogs.com/xiaowenji/archive/2010/12/08/1900579.html  
    Android開發之ListView適配器（Adapter）優化  
    https://shinfocom.iteye.com/blog/1231511 
*7、數據庫的cursor沒有關閉* 
   Cursor是Android查詢數據後得到的一個管理數據集合的類，正常情況下，如果查詢得到的數據量較小時不會有內存問題，而且虛擬機能夠保證Cusor最終會被釋放掉。 
   然而如果Cursor的數據量特表大，特別是如果裏麵有Blob信息時，應該保證Cursor占用的內存被及時的釋放掉，而不是等待GC來處理。並且Android明顯是傾向於編程者手動的將Cursor close掉，因為在源代碼中我們發現，如果等到垃圾回收器來回收時，會給用戶以錯誤提示。 
   所以我們使用Cursor的方式一般如下： 

01 Cursor cursor = null;  
02  try {  
03    cursor = mContext.getContentResolver().query(uri,null, null,null,null);  
04    if(cursor != null) {  
05        cursor.moveToFirst();  
06        //do something  
07    }  
08  } catch (Exception e) {  
09    e.printStackTrace();    
10  } finally {  
11    if (cursor != null) {  
12       cursor.close();  
13    }  
14 }


   有一種情況下，我們不能直接將Cursor關閉掉，這就是在CursorAdapter中應用的情況，但是注意，CursorAdapter在Acivity結束時並沒有自動的將Cursor關閉掉，因此，你需要在onDestroy函數中，手動關閉。 
1 @Override  
2 protected void onDestroy() {        
3    if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) {  
4        mAdapter.getCursor().close();  
5    }  
6    super.onDestroy();   
7 }  

   CursorAdapter中的changeCursor函數，會將原來的Cursor釋放掉，並替換為新的Cursor，所以你不用擔心原來的Cursor沒有被關閉。 
   你可能會想到使用Activity的managedQuery來生成Cursor，這樣Cursor就會與Acitivity的生命周期一致了，多麼完美的解決方法！然而事實上managedQuery也有很大的局限性。 
   managedQuery生成的Cursor必須確保不會被替換，因為可能很多程序事實上查詢條件都是不確定的，因此我們經常會用新查詢的Cursor來替換掉原先的Cursor。因此這種方法適用範圍也是很小。 
*總結* 
   要減小內存的使用，其實還有很多方法和要求。比如不要使用整張整張的圖，盡量使用9path圖片。Adapter要使用convertView等等，好多細節都可以節省內存。這些都需要我們去挖掘，誰叫Android的內存不給力來著。其實，最後說一句，最最重要的就是：正確使用，規範編程。

最後更新：2017-04-03 22:15:39

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