Android內存優化（四）解析Memory Monitor、Allocation Tracker和Heap Dump

時間 2019-11-16

標籤 android 內存優化解析 memory monitor allocation tracker heap dump 欄目 Android 简体版

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前言

要想作好內存優化工做，就要掌握兩大部分的知識，一部分是知道並理解內存優化相關的原理，另外一部分就是善於運用內存分析的工具。本篇就來介紹內存分析工具：Memory Monitor、Allocation Tracker和Heap Dump的使用方法。java

1.Memory Monitor

在Android Studio(如下簡稱AS)中Android Monitor是一個主窗口，它包含了Logcat,、Memory Monitor、CPU Monitor、 GPU Monitor和Network Monitor。其中Memory Monitor能夠輕鬆地監視應用程序的性能和內存使用狀況，以便於找到被分配的對象，定位內存泄漏，並跟蹤鏈接設備中正在使用的內存數量。Memory Monitor能夠報告出你的應用程序的內存分配狀況，更形象的呈現出應用程序使用的內存。它的做用以下：android

實時顯示可用的和分配的Java內存的圖表。
實時顯示垃圾收集(GC)事件。
啓動垃圾收集事件。
快速測試應用程序的緩慢是否與過分的垃圾收集事件有關。
快速測試應用程序崩潰是否與內存耗盡有關。

1.1 使用Memory Monitor

在使用Memory Monitor以前要確保手機開啓了開發者模式和USB調試。
使用的步驟爲：
1.運行須要監控的應用程序。
2.點擊AS面板下面的Android圖標，並選擇Monitors選項。
若是Memory Monitor已經運行，效果以下圖所示（AS版本2.3.2）。
數組

圖中的標註的功能以下：性能優化

Initiate GC(標識1)：用來手動觸發GC。
Dump Java heap(標識2)：保存內存快照。
Start/Stop Allocation Tracking(標識3)：打開Allocation Tracker工具（後面會介紹）。
Free(標識4)：當前應用未分配的內存大小。
Allocated(標識5)：當前應用分配的內存大小。

圖中y軸顯示當前應用的分配的內存和未分配的內存大小；x軸表示通過的時間。微信

1.2 大內存申請與GC

從上圖能夠看出，分配的內存急劇上升，這就是大內存分配的場景，咱們要判斷這是不是合理的分配的內存，是Bitmap仍是其餘的大數據，而且對這種大數據進行優化，減小內存開銷。
接下來分配的內存出現急劇降低，這表示垃圾收集事件，用來釋放內存。ide

1.3 內存抖動

內存抖動通常指在很短的時間內發生了屢次內存分配和釋放，嚴重的內存抖動還會致使應用程序卡頓。內存抖動出現緣由主要是短期頻繁的建立對象（可能在循環中建立對象），內存爲了應對這種狀況，也會頻繁的進行GC，所以綜合起來就產生了內存抖動，產生了如上圖般的鋸齒狀。工具

2.Allocation Tracker

Allocation Tracker用來跟蹤內存分配，它容許你在執行某些操做的同時監視在何處分配對象，瞭解這些分配使你可以調整與這些操做相關的方法調用，以優化應用程序性能和內存使用。
Allocation Tracker可以作到以下的事情：性能

顯示代碼分配對象類型、大小、分配線程和堆棧跟蹤的時間和位置。
經過重複的分配/釋放模式幫助識別內存變化。
當與 HPROF Viewer結合使用時，能夠幫助你跟蹤內存泄漏。例如，若是你在堆上看到一個bitmap對象，你可使用Allocation Tracker來找到其分配的位置。

2.1 使用Allocation Tracker

AS和DDMS中都有Allocation Tracker，這裏會·介紹AS中的Allocation Tracke如何使用。首先要確保要確保手機開啓了開發者模式，而且開啓了USB調試。
使用的步驟爲：
1.運行須要監控的應用程序。
2.點擊AS面板下面的Android圖標，並選擇Monitors選項。
3.點擊Start Allocation Tracking按鈕，這時Start Allocation Tracking按鈕變爲了Stop Allocation Tracking按鈕。
4.操做應用程序。
5.點擊Stop Allocation Tracking按鈕，結束快照。這時Memory Monitor會顯示出捕獲快照的期間，以下圖所示。
測試

6.過幾秒後就會自動打開一個窗口，顯示當前生成的alloc文件的內存數據。

2.2 alloc文件分析

自動打開的alloc文件窗口以下圖所示。

該alloc文件顯示如下信息：

列	說明
Method	負責分配的Java方法
Count	分配的實例總數
Total Size	分配內存的總字節數

接着咱們來分析標紅框的內容，負責分配的Java方法爲performLaunchActivity，內存分配序列爲2369，分配的對象爲ActivityThread，分配的實例總數爲300個，分配內存的總字節數爲10512。不瞭解performLaunchActivity方法和ActivityThread能夠看Android深刻四大組件這一系列的文章。

目前的菜單選項是Group by Method咱們也能夠選擇 Group By Allocator，以下圖所示。

爲了更好的解釋圖中的信息，這裏給出測試的代碼，MainActivity和SecondActivity 的代碼以下所示。
MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private Button button;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        button =(Button)findViewById(R.id.bt_next);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                startActivity(new Intent(MainActivity.this,SecondActivity.class));
            }
        });
    }
}複製代碼

SecondActivity.java

public class SecondActivity extends AppCompatActivity {
    private static Object inner;
    private Button button;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        button = (Button) findViewById(R.id.bt_next);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                createInnerClass();
                finish();
            }
        });
    }
    void createInnerClass() {
        class InnerClass {
        }
        inner = new InnerClass();
    }
}複製代碼

其中SecondActivity是存在內存泄漏的，生成快照期間，個人操做就是在MainActivity和SecondActivity跳轉了3次（點擊button 共6次）。這時咱們回過頭來看上圖的紅框的信息，MainActivity總共分配了3個Intent實例，佔用內存爲192字節。SecondActivity總共分配了6個實例，佔用內存爲96字節，其中分配了3個匿名內部類OnClickListener的實例，3個InnerClass的實例。

咱們能夠選擇列表中的一項，單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇jump to the source就能夠跳轉到對應的源文件中。
除此以外，還能夠點擊Show/Hide Chart按鈕來顯示數據的圖形化，以下圖所示。

3.Heap Dump

Heap Dump的主要功能就是查看不一樣的數據類型在內存中的使用狀況。它能夠幫助你找到大對象，也能夠經過數據的變化發現內存泄漏。

3.1 使用Heap Dump

打開Android Device Monitor工具，在左邊Devices列表中選擇要查看的應用程序進程，點擊Update Heap按鈕(裝有一半綠色液體的圓柱體），在右邊選擇Heap選項，並點擊Cause GC按鈕，就會開始顯示數據。咱們每次點擊Cause GC按鈕都會強制應用程序進行垃圾回收，並將清理後的數據顯示在Heap工具中。以下圖所示。

從上圖能夠看出，Heap工具共有三個區域，分別是總覽視圖(標識1)、詳情視圖(標識2)和內存分配柱狀圖(標識2)。

3.2 總覽視圖

其中總覽視圖能夠查看總體的內存狀況，表中的顯示信息以下所示。

列	說明
Heap Size	堆棧分配給該應用程序的內存大小
Allocated	已分配使用的內存大小
Free	空閒的內存大小
%Used	當前Heap的使用率（Allocated/Heap Size）
#Objects	對象的數量

結合上表和上圖，咱們在總覽視圖得到的信息就是：堆棧分配給當前的應用程序的內存大小爲2.346MB，已分配的內存爲1.346MB，空閒的內存爲1MB，當前Heap的使用率爲57.37%，對象的數量爲24058個。

3.3 詳情視圖

詳細視圖展現了全部的數據類型的內存狀況，表中列的信息以下所示。

列	說明
Type	數據類型
Total Size	總共佔用的內存大小
Smallest	將該數據類型的對象從小到大排列，排在第一個的對象所佔用的內存
Largest	將該數據類型的對象從小到大排列，排在最後一個的對象所佔用的內存
Median	將該數據類型的對象從小到大排列，排在中間的對象所佔用的內存
Average	該數據類型的對象所佔用內存的平均值

除了列的信息，還有行信息：

行	說明
free	內存碎片
data object	對象
class object	類
1-byte array (byte[],boolean[])	1字節的數組對象
2-byte array (short[],char[])	2字節的數組對象
4-byte array (object[],int[],float[])	4字節的數組對象
6-byte array (long[],double[])	8字節的數組對象
non-Java object	非Java對象

行信息中比較重要的是free，它與總覽視圖中的free的含義不一樣，它表明內存碎片。當新建立一個對象時，若是碎片內存能容下該對象，則複用碎片內存，不然就會從free空間（總覽視圖中的free）從新劃份內存給這個新對象。free是判斷內存碎片化程度的一個重要的指標。
此外，1-byte array這一行的信息也很重要，由於圖片是以byte[]的形式存儲在內存中的，若是1-byte array一行的數據過大，則須要檢查圖片的內存管理了。