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“内存优化”为何至今依旧是 Android 开发者所需要攻破的难

“内存优化”为何至今依旧是 Android 开发者所需要攻破的难

作者: 程序老秃子 | 来源:发表于2022-04-24 16:04 被阅读0次

    什么是内存?

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    内存(Memory) 是计算机的重要部件 ,也称内存储器和主存储器,它用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据;它是外存与CPU进行沟通的桥梁,计算机中所有程序的运行都在内存中进行,内存性能的强弱影响计算机整体发挥的水平;只要计算机开始运行,操作系统就会把需要运算的数据从内存调到CPU中进行运算,当运算完成,CPU将结果传送出来

    CPU只能访问其寄存器(Register)和内存(Memory), 无法直接访问硬盘(Disk); 存储在硬盘上的数据必须首先传输到内存中才能被CPU访问。从访问速度来看,对寄存器的访问非常快,通常为1纳秒; 对内存的访问相对较慢,通常为100纳秒(使用缓存加速的情况下);而对硬盘驱动器的访问速度最慢,通常为10毫秒

    Android内存管理机制

    Android 运行时 (ART) 和 Dalvik 虚拟机使用分页和内存映射来管理内存;这意味着应用修改的任何内存,无论修改的方式是分配新对象还是轻触内存映射的页面,都会一直驻留在 RAM 中,并且无法换出。要从应用中释放内存,只能释放应用保留的对象引用,使内存可供垃圾回收器回收。这种情况有一个例外:对于任何未经修改的内存映射文件(如代码),如果系统想要在其他位置使用其内存,可将其从 RAM 中换出

    Android 内存回收机制

    ● Android 设备每打开一个 APP, 内存都是弹性分配的,并且其分配值与最大值受具体设备而定

    ● 注意区分如下两种 OOM 场景:

    ● 内存真正不足:例如 APP 当前进程最大内存上限为 8 GB ,当超过这个值就表明内存真正不足了

    ● 可用内存不足:手机系统内存极度紧张,就算 APP 当前进程最大内存上限为 8 GB ,我们只分配了 6 GB ,也会产生内存溢出,因为系统的可用内存不足了

    共享内存

    ● Android系统通过下面几种方式来实现共享内存:

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    Android应用的进程都是从一个叫做Zygote的进程fork出来的;Zygote进程在系统启动,并载入通用的framework的代码与资源之后开始启动。为了启动一个新的程序进程,系统会fork Zygote进程生成一个新的进程,然后在新的进程中加载并运行应用程序的代码;这就使得大多数的RAM pages被用来分配给framework的代码,同时促使RAM资源能够在应用的所有进程之间进行共享

    大多数static的数据被mmapped到一个进程中;这不仅仅让同样的数据能够在进程间进行共享,而且使得它能够在需要的时候被paged out;常见的static数据包括Dalvik Code、app resources、so文件等

    ● 大多数情况下,Android通过显式的分配共享内存区域(例如ashmem或gralloc)来实现动态RAM区域能够在不同进程之间进行共享的机制 ; 比如,Window Surface在App与Screen Compositor之间使用共享的内存,Cursor Buffers在Content Provider与Clients之间共享内存

    限制内存

    ● 为了整个系统的内存控制需要,Android系统为每一个应用程序都设置一个硬性的Dalvik Heap Size最大限制阈值,这个阈值在不同的设备上会因为RAM大小不同而各有差异 ; 如果你的应用占用内存空间已经接近这个阈值,此时再尝试分配内存的话,很容易引发OutOfMemoryError错误

    ● ActivityManager.getMemoryClass()可以用来查询当前应用的Heap Size阈值,这个方法会返回一个整数,表明应用的Heap Size阈值是多少MB(Megabates)

    优化内存的意义

    ● 减少OOM,提高应用稳定性

    ● 减少卡顿,提高应用流畅度(如GC次数增多导致)

    ● 减少内存占用,提高应用后台运行时的存活率(防止Low Memory Killer)

    ● 减少异常发生和代码逻辑隐患

    内存优化,应该从哪里着手

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