【Android】Android內存機制，了解Android堆和棧

1、dalvik的Heap和Stack

這里說的只是dalvik java部分的內存，實際上除了dalvik部分，還有native。

     下面針對上面列出的數據類型進行說明，只有了解了我們申請的數據在哪里，才能更好掌控我們自己的程序。

 2、對象實例數據

實際上是保存對象實例的屬性，屬性的類型和對象本身的類型標記等，但是不保存實例的方法。實例的方法是屬於數據指令，是保存在Stack里面，也就是上面表格里面的類方法。

對象實例在Heap中分配好以后，會在stack中保存一個4字節的Heap內存地址，用來查找對象的實例。因為在Stack里面會用到Heap的實例，特別是調用實例的時候需要傳入一個this指針。

3、方法內部變量

　　類方法的內部變量分為兩種情況：簡單類型保存在Stack中；對象類型在Stack中保存地址，在Heap 中保存值。

4、非靜態方法和靜態方法

　　非靜態方法有一個隱含的傳入參數，這個參數是dalvik虛擬機傳進去的，這個隱含參數就是對象實例在Stack中的地址指針。因此非靜態方法（在Stack中的指令代碼）總是可以找到自己的專用數據（在Heap 中的對象屬性值）。

　　當然非靜態方法也必須獲得該隱含參數，因此非靜態方法在調用前，必須先new一個對象實例，獲得Stack中的地址指針，否則dalvik虛擬機將無法將隱含參數傳給非靜態方法。

　　靜態方法沒有隱含參數，因此也不需要new對象，只要class文件被ClassLoader load進入JVM的Stack，該靜態方法即可被調用。所以我們可以直接使用類名調用類的方法。當然此時靜態方法是存取不到Heap 中的對象屬性的。

5、靜態屬性和動態屬性

　　靜態屬性是保存在Stack中的，而不同於動態屬性保存在Heap 中。正因為都是在Stack中，而Stack中指令和數據都是定長的，因此很容易算出偏移量，所以類方法(靜態和非靜態)都可以訪問到類的靜態屬性。也正因為靜態屬性被保存在Stack中，所以具有了全局屬性。

6、小結

　　Java的堆是一個運行時數據區,類的(對象從中分配空間。這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它們不需要程序代碼來顯式的釋放。

　　堆是由垃圾回收來負責的，堆的優勢是可以動態地分配內存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因為它是在運行時動態分配內存的，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數據。但缺點是，由於要在運行時動態分配內存，存取速度較慢。

　　棧的優勢是，存取速度比堆要快，僅次於寄存器，棧數據可以共享。但缺點是，存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本類型的變量（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和對象句柄。

　　對比上面的解析可以看出，其實Java處理Heap和Stack的大致原理跟C++是一樣的。只是多了一個內存回收機制，讓程序員不用主動調用delete釋放內存。就像在C++里面，一般使用new申請的內存才會放到堆里面，而一般的臨時變量都是放到棧里面去。

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7、APP默認分配內存大小

　　在Android里，程序內存被分為2部分：native和dalvik，dalvik就是我們普通的java使用內存，也就是剛分析堆棧的時候使用的內存。

　　我們創建的對象是在這里面分配的，對於內存的限制是 native+dalvik 不能超過最大限制。

　　android程序內存一般限制在16M，也有的是24M（早期的Android系統G1，就是只有16M）。具體看定制系統的設置，在Linux初始化代碼里面Init.c，可以查到到默認的內存大小。有興趣的朋友，可以分析一下虛擬機啟動相關代碼。

1. gDvm.heapSizeStart =2*1024*1024;// heap初始化大小為2M
   gDvm.heapSizeMax =16*1024*1024;// 最大的heap為16M

8、Android的GC如何回收內存

　　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，則會被系統視為內存泄漏，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等系統進程出問題的話，則會引起系統重啟）。

　　做應用開發的時候，你需要了解系統的GC（垃圾回收）機制是如何運行的，Android里面使用有向圖作為遍歷回收內存的機制。

　　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，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。

　　因此對於我們已經不需要使用的對象，我們可以把它設置為null，這樣當GC運行的時候，就好遍歷到你這個對象已經沒有引用，會自動把該對象占用的內存回收。我們沒法像C++那樣馬上釋放不需要的內存，但是我們可以主動告訴系統，哪些內存可以回收了。

9、查看應用內存使用情況

　　下面我們看看如何在開發過程中查看我們程序運行時內存使用情況。我們可以通過ADB的一個命令查看：

1. //$package_name：應用包名
   //$pid：應用進程ID，可以用PS命令查看
   adb shell dumpsys meminfo $package_name or $pid

　　

　　上面是我使用包名查看的內存使用情況圖，里面信息很多，不過我們主要關注的是native和Davilk的使用情況。

　　Android底層內核是基於Linux的，而Linux里面相對Window來說，有一點很特別的是，會盡量使用系統內存加載一些緩存數據或者進程間共享數據。

　　Linux本着不用白不用的原則，會盡量使用系統內存，加快我們應用的運行速度。當然，如果我們期待某個需要大內存的應用，系統也能馬上釋放出一定的內存使用，這是系統內部調度實現。因此嚴格來說，我們要准備計算Linux下某個進程內存大小比較困難。 因為有paging out to disk（換頁），所以如果你把所有映射到進程的內存相加，它可能大於你的內存的實際物理大小。

• dalvik：是指dalvik所使用的內存。
• native：是被native堆使用的內存。應該指使用C\C++在堆上分配的內存。
• other:是指除dalvik和native使用的內存。但是具體是指什么呢？至少包括在C\C++分配的非堆內存，比如分配在棧上的內存。puzlle!
• Pss：它是把共享內存根據一定比例分攤到共享它的各個進程來計算所得到進程使用內存。網上又說是比例分配共享庫占用的內存，也就是上面所說的進程共享問題。
• PrivateDirty：它是指非共享的，又不能換頁出去（can not be paged to disk ）的內存的大小。比如Linux為了提高分配內存速度而緩沖的小對象，即使你的進程結束，該內存也不會釋放掉，它只是又重新回到緩沖中而已。
• SharedDirty:參照PrivateDirty我認為它應該是指共享的，又不能換頁出去（can not be paged to disk ）的內存的大小。比如Linux為了提高分配內存速度而緩沖的小對象，即使所有共享它的進程結束，該內存也不會釋放掉，它只是又重新回到緩沖中而已。

10、程序中獲取內存信息

通過ActivityManager獲取相關信息，下面是一個例子代碼：

1. privatevoid displayBriefMemory()
   {
       finalActivityManager activityManager =(ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
       ActivityManager.MemoryInfo info =newActivityManager.MemoryInfo();
       activityManager.getMemoryInfo(info);
       Log.i(tag,"系統剩余內存:"+(info.availMem >>10)+"k");
       Log.i(tag,"系統是否處於低內存運行："+info.lowMemory);
       Log.i(tag,"當系統剩余內存低於"+info.threshold+"時就看成低內存運行");
   }

　　另外通過Debug的getMemoryInfo(Debug.MemoryInfo memoryInfo)可以得到更加詳細的信息。跟我們在ADB Shell看到的信息一樣比較詳細。

11、小結

　　以上主要是分析了如何獲取我們應用的內存使用情況信息，關於這方面的信息，其實還有其他一些方法。

　　上面只是很淺薄地分析了一下，有個印象。這些東西真要深入分析得花不少精力。