本篇主要講解android內(nèi)存性能優(yōu)化之檢測(cè)方案。內(nèi)存性能主要包括內(nèi)存泄漏， 內(nèi)存抖動(dòng)， 內(nèi)存持續(xù)增長(zhǎng)(但GC后會(huì)下降)， 內(nèi)存占用過(guò)大等問(wèn)題。
Android內(nèi)存分析方向：
- Java 內(nèi)存分析
- Java中的內(nèi)存泄露主要特征：可達(dá)，無(wú)用
- 無(wú)用指的是創(chuàng)建了但是不再使用之后沒(méi)有釋放
- 能重用但是卻創(chuàng)建了新的對(duì)象進(jìn)行處理
- Native 內(nèi)存分析
- 堆中new的對(duì)象未釋放
- 對(duì)象引用導(dǎo)致無(wú)法釋放
- JS 中內(nèi)存分析
本篇主要講解Java內(nèi)存分析。
一. 日志分析
查看日志中是否有頻繁的GC。通常通過(guò)log，我們可以初步定為大部分內(nèi)存等問(wèn)題。
二. 常見(jiàn)內(nèi)存泄漏查找
Context 泄漏, 主要為Activity 傳遞泄漏， context 未使用applciationConext 在單例創(chuàng)建時(shí)。
Handler 泄漏 , handler中持有view ，context 等做耗時(shí)操作。
Cursor 泄漏 , cursor未關(guān)閉
register 未 unregister
Bitmap
adapter 未使用convertView
不良代碼等
三. 命令dumpsys meminfo分析
adb shell dumpsys meminfo com.i2finance.shexpress
Applications Memory Usage (kB):
Uptime: 142597122 Realtime: 236611715
** MEMINFO in pid 25126 [com.i2finance.shexpress] **
Pss Private Private Swapped Heap Heap Heap
Total Dirty Clean Dirty Size Alloc Free
------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
Native Heap 61111 61084 0 0 69888 64350 5537
Dalvik Heap 49451 49316 0 0 71737 67348 4389
Dalvik Other 3333 3332 0 0
Stack 960 960 0 0
Cursor 12 12 0 0
Ashmem 130 88 0 0
Gfx dev 23780 23780 0 0
Other dev 4 0 4 0
.so mmap 4373 396 3108 0
.jar mmap 80 0 76 0
.apk mmap 17986 64 17580 0
.ttf mmap 96 0 80 0
.dex mmap 15729 16 14244 0
.oat mmap 2378 0 624 0
.art mmap 1859 1624 8 0
Other mmap 2039 12 1308 0
Unknown 84240 84240 0 0
TOTAL 267561 224924 37032 0 141625 131698 9926
App Summary
Pss(KB)
------
Java Heap: 50948
Native Heap: 61084
Code: 36188
Stack: 960
Graphics: 23780
Private Other: 88996
System: 5605
TOTAL: 267561 TOTAL SWAP (KB): 0
Objects
Views: 429 ViewRootImpl: 2
AppContexts: 2 Activities: 1
Assets: 7 AssetManagers: 3
Local Binders: 37 Proxy Binders: 31
Parcel memory: 26 Parcel count: 65
Death Recipients: 2 OpenSSL Sockets: 6
SQL
MEMORY_USED: 567
PAGECACHE_OVERFLOW: 157 MALLOC_SIZE: 62
DATABASES
pgsz dbsz Lookaside(b) cache Dbname
4 24 45 5/24/6 /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/pa_data_cache.db
4 28 19 1/16/2 /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/mpush.db
4 60 37 5/18/6 /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/fstandard.db
4 60 91 466/22/11 /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/fstandard.db (2)
4 24 40 5/24/6 /data/user/0/com.i2finance.shexpress/databases/pa_data_cache.db
Asset Allocations
zip:/data/user/0/com.i2finance.shexpress/files/paanydoor_resource_3.5.0.36.jar:/resources.arsc: 67K
meminfo的信息中各字段都是什么含義， 要理解各字段含義，我們才好進(jìn)行內(nèi)存的優(yōu)化。
首先了解兩個(gè)概念：
私有內(nèi)存(Dirty and Clean):
進(jìn)程獨(dú)占內(nèi)存。也就是進(jìn)程銷(xiāo)毀時(shí)可以回收的內(nèi)存容量。通常private Dirty內(nèi)存是最重要的部分，因?yàn)橹槐蛔约哼M(jìn)程使用。Dirty內(nèi)存是已經(jīng)被修改的內(nèi)存頁(yè)，因此必須常駐內(nèi)存（因?yàn)闆](méi)有swap）；Clean內(nèi)存是已經(jīng)映射持久文件使用的內(nèi)存頁(yè)（例如正在被執(zhí)行的代碼），因此一段時(shí)間不使用的話就可以置換出去。實(shí)際使用內(nèi)存(PSS):
將跨進(jìn)程共享頁(yè)也加入進(jìn)來(lái)， 進(jìn)行按比例計(jì)算PSS。這樣能夠比較準(zhǔn)確的表示進(jìn)程占用的實(shí)際物理內(nèi)存。
通常我們需要關(guān)注PSS TOTAL 和 Private Dirty .
-
Dalvik Heap
dalvik虛擬機(jī)分配的內(nèi)存。PSS Total包含所有Zygote分配使用的內(nèi)存，共享跨進(jìn)程加權(quán)。PrivateDirty 是應(yīng)用獨(dú)占內(nèi)存大小，包含獨(dú)自分配的部分和應(yīng)用進(jìn)程從Zygote復(fù)制時(shí)被修改的Zygote分配的內(nèi)存頁(yè)。 HeapAlloc 是Dalvik堆和本地堆分配使用的大小，它的值比Pss Total和Private Dirty大，因?yàn)檫M(jìn)程是從Zygote中復(fù)制分裂出來(lái)的，包含了進(jìn)程共享的分配部分。 -
.so mmap & .dex mmap ... mmap映射本地或虛擬機(jī)代碼到使用的內(nèi)存中。 -
Unknown無(wú)法歸類(lèi)的其他項(xiàng)。主要包括大部分的本地分配。 -
Native Heap native代碼申請(qǐng)的內(nèi)存， 堆和棧，及靜態(tài)代碼塊等。 -
TOTAL進(jìn)程總使用的實(shí)際內(nèi)存。 -
Objects中顯示持有對(duì)象的個(gè)數(shù)。這些數(shù)據(jù)也是分析內(nèi)存泄漏的重要數(shù)據(jù)。如activity等。
四. Heap Viewer
Heap Viewer 能做什么？
- 事實(shí)查看內(nèi)存分配情況和空閑內(nèi)存大小
- 發(fā)現(xiàn)memory Leaks
AS中點(diǎn)擊機(jī)器人圖標(biāo)打開(kāi)Android Device Mointor， 如下：
選中進(jìn)程進(jìn)行Heap 分析，點(diǎn)擊update heap， 查看右側(cè)的heap標(biāo)簽頁(yè)
Heap視圖顯示了堆內(nèi)存使用的情況，每次垃圾回收都會(huì)更新，要查看更新情況， 點(diǎn)擊Cause GC即可。
下面的內(nèi)容顯示的是分配的內(nèi)存，按照類(lèi)型分類(lèi):
如何檢查內(nèi)存泄漏
我們需要在執(zhí)行查看內(nèi)存是否有泄漏的用例之前和之后執(zhí)行GC，即手動(dòng)點(diǎn)擊Cause GC，觀察allocated大小，查看內(nèi)存是否在一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，多次操作，只要內(nèi)存穩(wěn)定，即沒(méi)有內(nèi)存泄漏， 如果不斷變大，即表示有內(nèi)存泄漏。
該工具也可以用來(lái)查看是否會(huì)發(fā)生內(nèi)存抖動(dòng)
五. 生成Dump
分析內(nèi)存泄漏，我們需要生成相關(guān)的內(nèi)存Dump，那么我們?nèi)绾紊蒬ump文件來(lái)進(jìn)行分析。
目前有兩種方式：
-
打開(kāi)Android Device Monitor
點(diǎn)擊dump Hprof file
Paste_Image.png
會(huì)生成一份Hprof文件，但該hprof文件我們無(wú)法打開(kāi)，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換之后才能用MAT工具打開(kāi)，可以使用命令
hprof-conv com.i2finance.shexpress.hprof xxx.hprof 轉(zhuǎn)換生成可用的hprof文件。
- 使用Android Studio
打開(kāi)Android Studio 的Android Monitor ，選中Memory 標(biāo)簽：
Paste_Image.png
點(diǎn)擊Dump Java Heap 即可生成對(duì)應(yīng)的hprof文件，在側(cè)邊欄中打開(kāi)Captures文件，選中文件點(diǎn)擊右鍵，export 出標(biāo)準(zhǔn)的hprof文件。
Paste_Image.png
六. Heap Snapshot
獲取Java 堆內(nèi)存詳細(xì)信息，可以分析出內(nèi)存泄漏的問(wèn)題。
打開(kāi)Android Studio 的Android Monitor ， 選中Memory 標(biāo)簽， 點(diǎn)擊Dump heap，生成hprof文件。AS會(huì)自動(dòng)打開(kāi)該文件，見(jiàn)下圖，但是該功能有點(diǎn)弱，建議還是轉(zhuǎn)換成mat可識(shí)別的hprof，使用mat進(jìn)行分析。
七. 使用LeakCanary
使用內(nèi)存檢測(cè)軟件leakCanary
- 添加依賴包
在build.gradle 中增加依賴
debugCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.4-beta2'
releaseCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.4-beta2'
- 開(kāi)啟leakCanary
在Applciation的oncreate中增加語(yǔ)句
LeakCanary.install(this);
查看leak詳情。
當(dāng)發(fā)生內(nèi)存泄漏時(shí)，會(huì)生成leak 報(bào)告， 報(bào)告中會(huì)詳細(xì)寫(xiě)明具體發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄漏的語(yǔ)句。
其原理，可以自行上網(wǎng)搜索查看一下。
八. Allocation Tracker（DeviceMonitor）
Allocation Tracker 能夠追蹤內(nèi)存分配信息， 按照順序排列，這樣我們能夠清晰的看出來(lái)每一個(gè)內(nèi)存對(duì)象是怎么一步一步的分配出來(lái)的。比如內(nèi)存抖動(dòng)的可疑點(diǎn)，我們可以通過(guò)查看其內(nèi)存分配軌跡來(lái)查看段時(shí)間內(nèi)有多少相同或相似對(duì)象被創(chuàng)建，進(jìn)而找到問(wèn)題發(fā)生的代碼。
操作步驟：
- 進(jìn)入追蹤界面
- 點(diǎn)擊start Tracking 按鈕，開(kāi)始跟蹤內(nèi)存分配軌跡
- 操作用例
-
點(diǎn)擊Get Allocations，獲取內(nèi)存分配軌跡。
Paste_Image.png
如上圖，上行app 從后臺(tái)切換道前臺(tái)時(shí)會(huì)調(diào)用onResume，可以追蹤到最后創(chuàng)建了多個(gè)Configuration對(duì)象。
上圖中，Allcated class 表示創(chuàng)建的類(lèi)型，第一個(gè)Allocated in 表示在哪個(gè)類(lèi)中， 第二個(gè)Allocated in 表示在哪個(gè)方法中。
查看源代碼如下：
public Resources getResources() {
Resources res = super.getResources();
Configuration config = new Configuration();
config.setToDefaults();
try {
res.updateConfiguration(config, res.getDisplayMetrics());
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
return res;
}
九. Allocation Tracker（AndroidMonitor）
功能同Allocation Tracker(Andorid Device) , 但是展示更酷炫，更全面。
打開(kāi)Android Monitor， 選中Memory 標(biāo)簽 ， 點(diǎn)擊圖標(biāo)
， 進(jìn)行內(nèi)存tracker， 再次點(diǎn)擊結(jié)束tracker。As會(huì)自動(dòng)打開(kāi)tracker文件。
下面我們?cè)敿?xì)看一下這個(gè)面板：
AS給我們提供了多種展示方式
- by Method ：用方法來(lái)分類(lèi)我們的內(nèi)存分配
- by Allocator ： 用內(nèi)存分配器來(lái)分類(lèi)我們的內(nèi)存分配
點(diǎn)開(kāi)每一項(xiàng)，都能夠查看到方法調(diào)用棧， 點(diǎn)擊右鍵可以跳轉(zhuǎn)到源碼。
AS 還為我們提供了統(tǒng)計(jì)，點(diǎn)擊餅狀圖標(biāo)按鈕即可。
分為兩種展示形式，有柱狀圖和輪胎圖，分配比例可選分配次數(shù)和占用內(nèi)存大?。?/p>
-
Sunburst
輪胎圖是以輪胎為起點(diǎn)，最外層是內(nèi)存實(shí)際分配的對(duì)象，每一個(gè)同心圓可能被分配為多個(gè)部分，代表不同的子孫，每一個(gè)同心圓代表他的一個(gè)后代。雙擊同心圓中某一個(gè)分割部分，會(huì)變成以你點(diǎn)擊的那一代為圓心再向外展開(kāi)，如果想回到初始狀態(tài)，雙擊圓心即可。
下圖為 Sunburst + by Method
Paste_Image.png
下圖為Sunburst + by Allocator
一個(gè)內(nèi)存的完整路徑
比如上行的首頁(yè)中trace 的數(shù)據(jù)， 我們看下我們自己的包：
會(huì)發(fā)現(xiàn)，最外圍有很多PageScrollEvent 對(duì)象， 我們?nèi)タ聪略创a：
代碼如下， 我們發(fā)現(xiàn)自動(dòng)loop的viewpager 每次滑動(dòng)都會(huì)創(chuàng)建多個(gè)PageScorllEvent 對(duì)象。這樣也就對(duì)應(yīng)上面這幅圖了。
private class PageChangeListener implements OnPageChangeListener {
private PageChangeListener() {
}
public void onPageScrolled(int position, float positionOffset, int positionOffsetPixels) {
if (isLoop) {
int count = getAdapter().getCount();
if (position < 1 || position > count - 2) {
return;
}
}
LoopViewPager.this.mEventDispatcher.dispatchEvent(new PageScrollEvent(LoopViewPager.this.getId(), SystemClock.uptimeMillis(), position, positionOffset));
}
- Layout
柱狀圖是以左邊為起點(diǎn)，從左到右的順序是某個(gè)的堆棧信息順序，縱坐標(biāo)上的寬度是以Count/Size 的大小決定的。其內(nèi)容和輪胎圖是一致的。
下圖為L(zhǎng)ayout + by Method
十. MAT
MAT工具全稱為Memory Analyzer Tool，一款詳細(xì)分析Java堆內(nèi)存的工具，該工具非常強(qiáng)大，為了使用該工具，我們需要hprof文件.
HPROF文件存儲(chǔ)的是特定時(shí)間點(diǎn)，java進(jìn)程的內(nèi)存快照。有不同的格式來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，總的來(lái)說(shuō)包含了快照被觸發(fā)時(shí)java對(duì)象和類(lèi)在heap中的情況。由于快照只是一瞬間的事情，所以heap dump中無(wú)法包含一個(gè)對(duì)象在何時(shí)、何地（哪個(gè)方法中）被分配這樣的信息。
幾個(gè)關(guān)鍵概念：
- Histogram：列出內(nèi)存中的對(duì)象，對(duì)象的個(gè)數(shù)以及大小
- Dominator Tree：列出最大的對(duì)象以及其依賴存活的Object （大小是以Retained Heap為標(biāo)準(zhǔn)排序的）
- Top Consumers ： 通過(guò)圖形列出最大的object
- Duplicate Class：通過(guò)MAT自動(dòng)分析泄漏的原因
- Shallow heap : 對(duì)象本身占用內(nèi)存的大小，不包含其引用的對(duì)象。
(常規(guī)對(duì)象（非數(shù)組）的Shallow size有其成員變量的數(shù)量和類(lèi)型決定。數(shù)組的shallow size有數(shù)組元素的類(lèi)型（對(duì)象類(lèi)型、基本類(lèi)型）和數(shù)組長(zhǎng)度決定. 因?yàn)椴幌馽++的對(duì)象本身可以存放大量?jī)?nèi)存，java的對(duì)象成員都是些引用。真正的內(nèi)存都在堆上，看起來(lái)是一堆原生的byte[], char[], int[]，所以我們?nèi)绻豢磳?duì)象本身的內(nèi)存，那么數(shù)量都很小。所以我們看到Histogram圖是以Shallow size進(jìn)行排序的，排在第一位第二位的是byte，char 。) - Retained Heap : 它表示如果一個(gè)對(duì)象被釋放掉，那會(huì)因?yàn)樵搶?duì)象的釋放而減少引用進(jìn)而被釋放的所有的對(duì)象（包括被遞歸釋放的）所占用的heap大小。
(于是，如果一個(gè)對(duì)象的某個(gè)成員new了一大塊int數(shù)組，那這個(gè)int數(shù)組也可以計(jì)算到這個(gè)對(duì)象中。相對(duì)于shallow heap，Retained heap可以更精確的反映一個(gè)對(duì)象實(shí)際占用的大?。ㄒ?yàn)槿绻搶?duì)象釋放，retained heap都可以被釋放）。) - outgoing references ：表示該對(duì)象的出節(jié)點(diǎn)（被該對(duì)象引用的對(duì)象）。
- incoming references ：表示該對(duì)象的入節(jié)點(diǎn)（引用到該對(duì)象的對(duì)象）。
- GC Root: GC發(fā)現(xiàn)通過(guò)任何reference chain(引用鏈)無(wú)法訪問(wèn)某個(gè)對(duì)象的時(shí)候，該對(duì)象即被回收。所以JVM就是GC Roots。
- Unreachable指的是可以被垃圾回收器回收的對(duì)象，但是由于沒(méi)有GC發(fā)生，所以沒(méi)有釋放，這時(shí)抓的內(nèi)存使用中的Unreachable就是這些對(duì)象。
1. 預(yù)覽信息
打開(kāi)dump 文件，通常我們需要關(guān)注一下幾個(gè)重要信息， 內(nèi)存占用餅圖，Actions部分的Histogram, Top Consumers.
我們打開(kāi)Top Consumers，會(huì)生成一個(gè)報(bào)告，我們可以Biggets Objects overview, 能夠看到主要內(nèi)存占用者
點(diǎn)擊下面的biggest Objects 可以查看具體的地址。
還有Biggest Top Level Dominator Classes ， 可以看到主要占用內(nèi)存的都是些什么東東。
2. dump分析
2.1 Histogram
MAT中Histogram的主要作用是查看一個(gè)instance的數(shù)量，一般用來(lái)查看自己創(chuàng)建的類(lèi)的實(shí)例的個(gè)數(shù)。 可以分不同維度來(lái)查看對(duì)象的Dominator Tree視圖，Group by class、Group by class loader、Group by package 和Histogram類(lèi)似，時(shí)間久了，通過(guò)多次對(duì)比也可以把溢出對(duì)象找出來(lái)。 Histogram 中可以分Group，Thread 區(qū)分信息。 通常為：選中某一項(xiàng)－> show objects and class -> by incoming reference->merge shortest path to gc root -> exclude weadk reference
等流程來(lái)查看具體情況。
可以在上面過(guò)濾相關(guān)包名，查看到具體類(lèi)型， 關(guān)注objects個(gè)數(shù)， 表示內(nèi)存dump 中有多少個(gè)相關(guān)類(lèi)型對(duì)象， 比如不改存在的 對(duì)象存在了，或者有的對(duì)象內(nèi)存中有太多的份數(shù)， 這樣就可以進(jìn)行一個(gè)全面分析。
也可以選擇Group by package ,這樣方便根據(jù)package來(lái)進(jìn)行分析。
也可以選擇thread來(lái)進(jìn)行分析， 這樣查看占用內(nèi)存最多的線程，這些線程可能為有內(nèi)存問(wèn)題的線程。
點(diǎn)擊右鍵常用的幾個(gè)選項(xiàng)：
- List Objects -> with incoming references 查看這個(gè)對(duì)象被哪些外部對(duì)象引用
- List Objects-> with outcoming references 查看這個(gè)對(duì)象持有的外部對(duì)象引用
- Path to GC Roots -> exclude ... references 查看這個(gè)對(duì)象的GC Root，不包含xxx引用，剩下的基本就是強(qiáng)引用了。因?yàn)橹挥袕?qiáng)引用一直存在，gc就一直無(wú)法回收該對(duì)象，從而也就出現(xiàn)內(nèi)存泄露。
- Merge shortest path to GC root 找到從GC根結(jié)點(diǎn)到一個(gè)對(duì)象或者一組對(duì)象的共同路徑。從這里可以查看到對(duì)象的引用關(guān)系。
2.2 Debug Bitmap
圖片一直是內(nèi)存占用的一個(gè)大頭，也是引起內(nèi)存泄露，OOM的?？汀Ｋ詫?duì)圖片的分析是需要非常了解，這樣才能更好的優(yōu)化項(xiàng)目。*注意:圖片在內(nèi)存中占用的大?。篈RGB_8888 類(lèi)型的圖片 為 內(nèi)存中圖片寬度＊內(nèi)存中圖片高度4, 此處需要注意原始圖片寬高和內(nèi)存圖片寬高不一致，包括拉伸和壓縮，尤其是圖片位置放錯(cuò)，比如1080p設(shè)備，xxxhdpi下面沒(méi)有圖片，會(huì)去別的目錄下尋找圖片，此時(shí)將會(huì)對(duì)圖片拉伸。 **
下面我們來(lái)看一下圖片的處理。通常dump信息中圖片表現(xiàn)為兩種類(lèi)型，Bitmap， byte[]。我們需要知道該圖片是哪張圖片，這樣才能好優(yōu)化相關(guān)的圖片代碼。
-
Bitmap類(lèi)型
在mat中通常能夠看到bitmap類(lèi)型，占用了大量的內(nèi)存，如下面這張圖片，在內(nèi)存中占用2M。 我們可以打開(kāi)，查看mBuffer變量。
Paste_Image.png
選中mBuffer-> 右鍵選中Copy-> 選擇Save Value To File －> 生成一個(gè)xxx.data 文件。
-
Byte[] 類(lèi)型
如下，查看byte的 in comming， 即可看到它是一個(gè)bitmap，此時(shí)如下圖，我們可以直接將該byte數(shù)據(jù)寫(xiě)入xxx.data 文件。
Paste_Image.png
下一步是選中對(duì)應(yīng)的bitmap，打開(kāi)Inspector 窗口，查看bitmap的尺寸，并且使用GIMP工具（可以安裝一個(gè)，開(kāi)源的）打開(kāi)剛才的data文件，圖像類(lèi)型選擇RGB Alpha， 寬度和高度填入圖像的寬高，打開(kāi)即可。
2.3 堆對(duì)比
通常為了分析內(nèi)存是否泄露，內(nèi)存是否持續(xù)增長(zhǎng)但沒(méi)有釋放等問(wèn)題，我們需要dump兩次來(lái)進(jìn)行內(nèi)存堆的對(duì)比。
打開(kāi)兩個(gè)或多個(gè)dump文件，打開(kāi)Navigation History視圖，點(diǎn)擊Historgam，選擇Add to Comp are Basket，最后選中Compare the Result 。
在對(duì)比結(jié)果中，主要分析類(lèi)型或者對(duì)象的數(shù)量是否有變化， 內(nèi)存是否有變化。
通過(guò)以上手段，我們可以定位到大部分內(nèi)存問(wèn)題。
