android內存處理機制

一、 Android的內存機制

    Android的程序由Java語言編寫，所以Android的內存管理與Java的內存管理相似。程序員通過new為對象分配內存，所有對象在java堆內分配空間；然而對象的釋放是由垃圾回收器來完成的。C／C++中的內存機制是“誰污染，誰治理”，java的就比較人性化了，給我們請了一個專門的清潔工（GC）。

    那么GC怎么能夠確認某一個對象是不是已經被廢棄了呢？Java采用了有向圖的原理。Java將引用關系考慮為圖的有向邊，有向邊從引用者指向引用對象。線程對象可以作為有向圖的起始頂點，該圖就是從起始頂點開始的一棵樹，根頂點可以到達的對象都是有效對象，GC不會回收這些對象。如果某個對象 (連通子圖)與這個根頂點不可達(注意，該圖為有向圖)，那么我們認為這個(這些)對象不再被引用，可以被GC回收。

二、Android的內存溢出

    Android的內存溢出是如何發生的?

    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。因此我們所能利用的內存空間是有限的。如果我們的內存占用超過了一定的水平就會出現OutOfMemory的錯誤。

為什么會出現內存不夠用的情況呢？我想原因主要有兩個：

• 由於我們程序的失誤，長期保持某些資源（如Context）的引用，造成內存泄露，資源造成得不到釋放。
• 保存了多個耗用內存過大的對象（如Bitmap），造成內存超出限制。

三、萬惡的static

    static是Java中的一個關鍵字，當用它來修飾成員變量時，那么該變量就屬於該類，而不是該類的實例。所以用static修飾的變量，它的生命周期是很長的，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。

 

public class ClassName {
     private static Context mContext;
     //省略
}

 

以上的代碼是很危險的，如果將Activity賦值到么mContext的話。那么即使該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。

 

    我們舉Android文檔中的一個例子。

 

private static Drawable sBackground;

 @Override
 protected void onCreate(Bundle state) {
   super.onCreate(state);

   TextView label = new TextView(this);
   label.setText("Leaks are bad");

   if (sBackground == null) {
     sBackground = getDrawable(R.drawable.large_bitmap);
   }
   label.setBackgroundDrawable(sBackground);

   setContentView(label);
 }

    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連接之后，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，發生了內存泄露。

    如何才能有效的避免這種引用的發生呢？

    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。

四、都是線程惹的禍

    線程也是造成內存泄露的一個重要的源頭。線程產生內存泄露的主要原因在於線程生命周期的不可控。我們來考慮下面一段代碼。

public class MyActivity extends Activity {
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        new MyThread().start();
    }

    private class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            //do somthing
        }
    }
}

 

    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MyThread的run函數是一個很費時的操作，當我們開啟該線程后，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MyThread中保存了Activity的一個引用，當MyThread的run函數沒有結束時，MyThread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只有在run函數不結束時才出現這種內存泄露問題，然而AsyncTask內部的實現機制是運用了ThreadPoolExcutor,該類產生的Thread對象的生命周期是不確定的，是應用程序無法控制的，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。

    這種線程導致的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。

    第二、在線程內部采用弱引用保存Context引用。

    解決的模型如下：

public abstract class WeakAsyncTask<Params, Progress, Result, WeakTarget> extends
        AsyncTask<Params, Progress, Result> {
    protected WeakReference<WeakTarget> mTarget;

    public WeakAsyncTask(WeakTarget target) {
        mTarget = new WeakReference<WeakTarget>(target);
    }

    /** {@inheritDoc} */
    @Override
    protected final void onPreExecute() {
        final WeakTarget target = mTarget.get();
        if (target != null) {
            this.onPreExecute(target);
        }
    }

    /** {@inheritDoc} */
    @Override
    protected final Result doInBackground=\'#\'" /span>
        final WeakTarget target = mTarget.get();
        if (target != null) {
            return this.doInBackground=\'#\'" /span>
        } else {
            return null;
        }
    }

    /** {@inheritDoc} */
    @Override
    protected final void onPostExecute(Result result) {
        final WeakTarget target = mTarget.get();
        if (target != null) {
            this.onPostExecute(target, result);
        }
    }

    protected void onPreExecute(WeakTarget target) {
        // No default action
    }

    protected abstract Result doInBackground(WeakTarget target, Params... params);

    protected void onPostExecute(WeakTarget target, Result result) {
        // No default action
    }
}

    事實上，線程的問題並不僅僅在於內存泄露，還會帶來一些災難性的問題。由於本文討論的是內存問題，所以在此不做討論。

五、超級大胖子Bitmap

 

    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，系統能夠確認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堆的限制。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”。

    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，而只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，那么就可以大大減小占用的內存。如下面的代碼：

 private ImageView preview;
 BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
 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
 Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(cr.openInputStream(uri), null, options);
preview.setImageBitmap(bitmap);

    第三、巧妙的運用軟引用（SoftRefrence）

    有些時候，我們使用Bitmap后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：

/**本例子為博主隨手一寫，來說明用法，並未驗證*/
private class MyAdapter extends BaseAdapter {

    private ArrayList<SoftReference<Bitmap>> mBitmapRefs = new ArrayList<SoftReference<Bitmap>>();
    private ArrayList<Value> mValues;
    private Context mContext;
    private LayoutInflater mInflater;

    MyAdapter(Context context, ArrayList<Value> values) {
        mContext = context;
        mValues = values;
        mInflater = (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
    }
    public int getCount() {
        return mValues.size();
    }

    public Object getItem(int i) {
        return mValues.get(i);
    }

    public long getItemId(int i) {
        return i;
    }

    public View getView(int i, View view, ViewGroup viewGroup) {
        View newView = null;
        if(view != null) {
            newView = view;
        } else {
            newView =(View)mInflater.inflate(R.layout.image_view, false);
        }

        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(mValues.get(i).fileName);
        mBitmapRefs.add(new SoftReference<Bitmap>(bitmap));     //此處加入ArrayList
        ((ImageView)newView).setImageBitmap(bitmap);

        return newView;
    }
}

六、行蹤詭異的Cursor

    Cursor是Android查詢數據后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，特別是如果里面有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：

Cursor cursor = null;
try {
    cursor = mContext.getContentResolver().query(uri,null, null,null,null);
    if(cursor != null) {
        cursor.moveToFirst();
        //do something
    }
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (cursor != null) {
       cursor.close();
    }
}

 

    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。

@Override
protected void onDestroy() {
    if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) {
        mAdapter.getCursor().close();
    }
    super.onDestroy();
}

  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，多么完美的解決方法！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。因此這種方法適用范圍也是很小。

七、其它要說的。

    其實，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的內存不給力來着。