轉自Android記憶體機制分析1——瞭解Android堆和棧

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轉自http://www.cnblogs.com/mythou/p/3202238.html　

 

昨天用Gallery做了一個圖片瀏覽選擇開機畫面的功能，當我載入的圖片多了就出現OOM問題。以前也出現過這個問題，那時候並沒有深究。這次打算好好分析一下Android的記憶體機制。

　　因為我以前是做VC++開發，因此對C++在Window下的記憶體機制還是比較瞭解。不過轉到Android後，一直都沒有刻意去處理記憶體問題，因為腦子裡一直想著Java的GC機制。不過現在想想，自己對Android的GC和記憶體管理並不瞭解，自己寫的代碼在記憶體哪裡運行都不清楚，心裡不淡定啊。。。。

　　畢竟我以前寫C++的時候，什麼時候在哪裡申請記憶體，什麼時候釋放記憶體，會不會棧溢出或者堆記憶體泄露都了如指掌。言歸正傳，今天打算先瞭解一下Android的堆和棧跟C++有何區別。 

1、dalvik的Heap和Stack

這裡說的只是dalvik  java部分的記憶體，實際上除了dalvik部分，還有native。這個以後再說。

下面針對上面列出的資料類型進行說明，只有瞭解了我們申請的資料在哪裡，才能更好掌控我們自己的程式。

 

2、對象執行個體資料

　　實際上是儲存對象執行個體的屬性，屬性的類型和對象本身的類型標記等，但是不儲存執行個體的方法。執行個體的方法是屬於資料指令，是儲存在Stack裡面，也就是上面表格裡面的類方法。

　　對象執行個體在Heap中分配好以後，會在stack中儲存一個4位元組的Heap記憶體位址，用來尋找對象的執行個體。因為在Stack裡面會用到Heap的執行個體，特別是調用執行個體的時候需要傳入一個this指標。

 

3、方法內部變數

　　類方法的內部變數分為兩種情況：簡單類型儲存在Stack中；物件類型在Stack中儲存地址，在Heap 中儲存值。

 

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虛擬機器傳進去的，這個隱含參數就是對象執行個體在Stack中的地址指標。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資料（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一個對象執行個體，獲得Stack中的地址指標，否則dalvik虛擬機器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檔案被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

　　靜態屬性是儲存在Stack中的，而不同於動態屬性儲存在Heap 中。正因為都是在Stack中，而Stack中指令和資料都是定長的，因此很容易算出位移量，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儲存在Stack中，所以具有了全域屬性。

 

6、總結

　　Java 的堆是一個運行時資料區,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，它們不需要程式碼來顯式的釋放。堆是由記憶體回收來負責的，堆的優勢是可以動態地分配記憶體大小，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記憶體的，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的資料。但缺點是，由於要在運行時動態分配記憶體，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，棧資料可以共用。但缺點是，存在棧中的資料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數（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和物件控點。 　　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。只是多了一個記憶體回收機制，讓程式員不用主動調用delete釋放記憶體。就像在C++裡面，一般使用new申請的記憶體才會放到堆裡面，而一般的臨時變數都是放到棧裡面去。 //----------------------------------------------------------------------------------------Android記憶體機制分析2——分析APP記憶體使用量情況

1、APP預設分配記憶體大小

　　在Android裡，程式記憶體被分為2部分：native和dalvik，dalvik就是我們普通的java使用記憶體，也就是我們上一篇文章分析堆棧的時候使用的記憶體。我們建立的對象是在這裡面分配的，對於記憶體的限制是 native+dalvik 不能超過最大限制。android程式記憶體一般限制在16M，也有的是24M（早期的Android系統G1，就是只有16M）。具體看定製系統的設定，在Linux初始化代碼裡面Init.c，可以查到到預設的記憶體大小。有興趣的朋友，可以分析一下虛擬機器啟動相關代碼。這塊比較深入，目前我也沒時間去分析，後面有空會去鑽研一下。

 

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

 

 

2、Android的GC如何回收記憶體

　　Android的一個應用程式的記憶體泄露對別的應用程式影響不大。為了能夠使得Android應用程式安全且快速的運行，Android的每個應用程式都會使用一個專有的Dalvik虛擬機器執行個體來運行，它是由Zygote服務進程孵化出來的，也就是說每個應用程式都是在屬於自己的進程中啟動並執行。Android為不同類型的進程分配了不同的記憶體使用量上限，如果程式在運行過程中出現了記憶體流失的而造成應用進程使用的記憶體超過了這個上限，則會被系統視為記憶體流失，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，你需要瞭解系統的GC（記憶體回收）機制是如何啟動並執行，Android裡面使用有向圖作為遍曆回收記憶體的機制。Java將參考關聯性考慮為圖的有向邊，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)，那麼我們認為這個(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，我們可以把它設定為null，這樣當GC啟動並執行時候，就好遍曆到你這個對象已經沒有引用，會自動把該對象佔用的記憶體回收。我們沒法像C++那樣馬上釋放不需要的記憶體，但是我們可以主動告訴系統，哪些記憶體可以回收了。

 

3、查看應用記憶體使用量情況

　　下面我們看看如何在開發過程中查看我們程式運行時記憶體使用量情況。我們可以通過ADB的一個命令查看：

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//$package_name：應用程式套件名//$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Gallery例子的記憶體使用量情況圖，裡面資訊很多，不過我們主要關注的是native和Davilk的使用方式。（Android2.X和Android4.X查看的資訊排序是不一樣的，內容差不多，不過排布有差異，我上面是4.0的）

 　　Android底層核心是基於Linux的，而Linux裡面相對Window來說，有一點很特別的是，會盡量使用系統記憶體載入一些快取資料或者進程間共用資料。Linux本著不用白不用的原則，會盡量使用系統記憶體，加快我們應用的運行速度。當然，如果我們期待某個需要大記憶體的應用，系統也能馬上釋放出一定的記憶體使用量，這是系統內部調度實現。因此嚴格來說，我們要準備計算Linux下某個進程記憶體大小比較困難。 因為有paging out to disk（換頁），所以如果你把所有映射到進程的記憶體相加，它可能大於你的記憶體的實際物理大小。

• dalvik：是指dalvik所使用的記憶體。
• native：是被native堆使用的記憶體。應該指使用C\C++在堆上分配的記憶體。
• other:是指除dalvik和native使用的記憶體。但是具體是指什麼呢？至少包括在C\C++分配的非堆記憶體，比如分配在棧上的記憶體。puzlle!
• Pss：它是把共用記憶體根據一定比例分攤到共用它的各個進程來計算所得到進程使用記憶體。網上又說是比例分配共用庫佔用的記憶體，也就是上面所說的進程共用問題。
• PrivateDirty：它是指非共用的，又不能換頁出去（can not be paged to disk ）的記憶體的大小。比如Linux為了提高分配記憶體速度而緩衝的小對象，即使你的進程結束，該記憶體也不會釋放掉，它只是又重新回到緩衝中而已。
• SharedDirty:參照PrivateDirty我認為它應該是指共用的，又不能換頁出去（can not be paged to disk ）的記憶體的大小。比如Linux為了提高分配記憶體速度而緩衝的小對象，即使所有共用它的進程結束，該記憶體也不會釋放掉，它只是又重新回到緩衝中而已。

　　上面針對meminfo裡面的資訊給出解析，這些很多我是參考了網上一些文章，所以如果有理解不到位的，歡迎各位指出。

 

4、程式中擷取記憶體資訊

通過ActivityManager擷取相關資訊，下面是一個例子代碼：

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private void displayBriefMemory() 
{        final ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);        ActivityManager.MemoryInfo info = new ActivityManager.MemoryInfo();       activityManager.getMemoryInfo(info);         Log.i(tag,"系統剩餘記憶體:"+(info.availMem >> 10)+"k");       Log.i(tag,"系統是否處於低記憶體運行："+info.lowMemory);    Log.i(tag,"當系統剩餘記憶體低於"+info.threshold+"時就看成低記憶體運行");}

另外通過Debug的getMemoryInfo(Debug.MemoryInfo memoryInfo)可以得到更加詳細的資訊。跟我們在ADB Shell看到的資訊一樣比較詳細。

轉自Android記憶體機制分析1——瞭解Android堆和棧