Android Studio下的应用性能优化总结-内存优化

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http://blog.csdn.net/Y1258429182/article/details/51176424
本文出自：杨哲丶的博客

上一篇文章总结的布局优化的问题，如果对布局优化不是很熟悉的，可以看一下Android Studido下的应用性能优化总结–布局优化 ， 这周一直筹划总结一下内存优化的问题，因为现在对于应用优化的文章很多，但是还是想完善一下才想分享这篇文章的，我会从项目中遇到的一个问题，通过解决问题的过程来分享知识，希望大家有所收获。

“A small leak will sink a great ship.” - Benjamin Franklin
小楼不修补，大船也会翻。——本杰明 富兰克林

出现的问题（What）

• 场景（Scene）： Y君某年某月某日碰到一个奇怪的问题：A页面跳转到B页面，然后跳转到其他页面没有问题，但是在A跳转B,然后B跳转到A页面，就开始发生卡顿，程序也不崩溃！！OMG,这是什么问题，Y君当时确实有点懵逼了，这是肿么一个情况，但是Y君毕竟也是上过刀山下过火海，在bug堆里走出来的人（突然想起了那句话，我要成为海贼王的男人…），扯远了，还是回到问题上来.

分析问题（Why）

由于出现卡顿现象，大部分都出自内存的问题上，所以我们开始分析自己应用的内存使用情况，但是问题来了，用什么工具查看应用的内存使用情况？
因为以前Ecliplse的内存查看略显繁琐，而且Goole推出的新的开发工具Android Studio，有很多我们方便我们安卓开发程序猿调试和分析问题，在这里我就介绍一下Android Studio中的内存分析工具Memory，如果不熟悉的可以按照箭头指示，点击应用相对应的包名，就可以查看该应用内存情况，分析截图如下

• Y君处理内存还是有稍许经验的，不急不缓的亮出自己珍藏已久的内存分析三剑客：
  
  1. LeakCanary
  2. Memory Analyzer Tool（MAT）
  3. TraceView
• 那么我们开始分析问题出在哪里吧 ,Are You Ready? Go!

LeakCanary的使用方法

LeakCanary的GitHub地址
工具介绍：LeakCanary是Square开源的一个内存泄露自动探测神器，它是一个Android和Java的内存泄露检测库，可以大幅度减少了开发中遇到的OOM问题，对于安卓开发者来说，无疑是个福音。
GitHub里边介绍的已经很详细了，我这里也简短的介绍一下使用方法！
在项目的build.gradle文件添加：

 dependencies {
   debugCompile ‘com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.4-beta2‘
   releaseCompile ‘com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.4-beta2‘
   testCompile ‘com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.4-beta2‘
 }

在Application里边初始化

public class ExampleApplication extends Application {

  @Override public void onCreate() {
    super.onCreate();
    LeakCanary.install(this);
  }
}

当正常接入的情况下，测试应用出现内存不足的时候会接受到通知，截图如下

但是Y君的这个bug出现这种分析，没有接到通知，截图如下

• Leakcanary是的主要优势就在于自动化过早的发觉内存泄露、配置简单、抓取贴心，缺点在于还存在一些bug，不过正常使用百分之九十情况是OK的,然后我就成了那百分之十，具体问题我也不清楚，但是不妨碍这是一个很好的检查工具。

Memory Analyzer Tool（MAT)的使用方法

MAT独立版内存检测工具下载

工具介绍：MAT(Memory Analyzer Tool)工具在分析 大内存的dump文件时，可以非常直观的看到各个对象在堆空间中所占用的内存大小、类实例数量、对象引用关系、利用OQL对象查询，以及可以很方便的找出对象GC Roots的相关信息，当然最吸引人的还是能够快速为开发人员生成内存泄露报表，方便定位问题和分析问题。

测试Demo：我写了一个Demo来模拟当时我遇到的情况！让计时器一直发送消息到Handler刷新时间，代码如下

 private void getCurrentTime() {
        //为了测试更加明显
        new Thread() {

            @Override
            public void run() {
                super.run();
                while (flag) {
//                    SystemClock.sleep(1000);
                    long endTime = System.currentTimeMillis();
                    long time = endTime - mStartTime;
                    String result = new SimpleDateFormat("mm:ss").format(new Date(time));
                    Message message = handler.obtainMessage();
                    message.what = MessageConstants.UPDATETIMEFLAG;
                    mFinallyTime = result;//为了跳转携带数据
                    message.obj = result;
                    handler.sendMessage(message);
                }
            }
        }.start();
    }

• 步骤一：我只讲Android Studio下如何抓取内存使用的情况，点击左上角的箭头提示，会抓取你相对应的位置的内存使用情况，如图4
  
• 步骤二：稍等一会，生成的文件会出现在captures中，然后选择文件，点击右键转换成标准的hprof文件，就可以在MAT中打开了。
  
  再次我解释一下，MAT分两种类型，一种是用于Eclispse插件版，一种是独立版，因为我们用是Android Studio所以只能使用用独立版的MAT.
• 步骤三：在MAT中打开抓取到的文件后，截图如下
  
  MAT中提供了非常多的功能，这里我们只要学习几个最常用的就可以了。上图最中央的那个饼状图展示了最大的几个对象所占内存的比例，这张图中提供的内容并不多，我们可以忽略它。
  图片中红色框有使我们经常使用的模块，它们的职责分别是：
• Histogram可以列出内存中每个对象的名字、数量以及大小。
• Dominator Tree会将所有内存中的对象按大小进行排序，并且我们可以分析对象之间的引用结构。

MAT中的Dominator Tree 的分析

现在点击Dominator Tree，截图如下：

这张图包含的信息非常多，我来带着大家一起解析一下。首先Retained Heap表示这个对象以及它所持有的其它引用（包括直接和间接）所占的总内存，因此从上图中看，前两行的Retained Heap是最大的，我们分析内存泄漏时，内存最大的对象也是最应该去怀疑的。
另外大家应该可以注意到，在每一行的最左边都有一个文件型的图标，这些图标有的左下角带有一个红色的点，有的则没有。带有红点的对象就表示是可以被GC Roots访问到的，根据上面的讲解，可以被GC Root访问到的对象都是无法被回收的。那么这就说明所有带红色的对象都是泄漏的对象吗？当然不是，因为有些对象系统需要一直使用，本来就不应该被回收。我们可以注意到，上图当中所有带红点的对象最右边都有写一个System Class，说明这是一个由系统管理的对象，并不是由我们自己创建并导致内存泄漏的对象。
那么上图中就无法看出内存泄漏的原因了吗？确实，内存泄漏本来就不是这么容易找出的，我们还需要进一步进行分析。上图当中，除了带有System Class的行之外，最大的就是第一行的MessageQueue对象了，虽然MessageQueue对象现在不能被GC Roots访问到，但不代表着Bitmap所持有的其它引用也不会被GC Roots访问到。现在我们可以对着第二行点击右键 -> Path to GC Roots -> exclude weak references，为什么选择exclude weak references呢？因为弱引用是不会阻止对象被垃圾回收器回收的，所以我们这里直接把它排除掉，结果如下图所示：

最终我们找到了罪魁祸首，开启的很多个线程，while死循环没有停止，我跳转的时候也没把循环关掉，所以有这么多的Thread。

MAT中的Histogram 的分析

首先我们学习一下Histogram的用法，回到Overview界面，点击Histogram，结果如下图所示

这里是把当前应用程序中所有的对象的名字、数量和大小全部都列出来了，需要注意的是，这里的对象都是只有Shallow Heap而没有Retained Heap的，那么Shallow Heap又是什么意思呢？就是当前对象自己所占内存的大小，不包含引用关系的，比如说上图当中，String对象的Shallow Heap最高，说明我们应用程序中用了很多String类型的数据，我们不断的发送Handler不断的创作String对象。可以通过右键 -> List objects -> with incoming references来查看具体是谁在使用这些String，分析如图下，发现然并卵。

那么通过Histogram又怎么去分析内存泄漏的原因呢？当然其实也可以用和Dominator Tree中比较相似的方式，即分析大内存的对象，比如上图中byte[]对象内存占用很高，我们通过分析byte[]，最终也是能找到内存泄漏所在的，但是这里我准备使用另外一种更适合Histogram的方式。大家可以看到，Histogram中是可以显示对象的数量的，那么比如说我们现在怀疑MainActivity中有可能存在内存泄漏，就可以在第一行的正则表达式框中搜索“MainActivity”，如下所示：

可以看到，这里将包含“MainActivity”字样的所有对象全部列出了出来，其中第一行就是MainActivity的实例。但是大家有没有注意到，当前内存中是有30个MainActivity的实例的，这太不正常了，通过情况下一个Activity应该只有一个实例才对。其实这些对象就是由于我们刚才不断地横竖屏切换所产生的，因为横竖屏切换一次，Activity就会经历一个重新创建的过程，但是由于LeakClass的存在，之前的Activity又无法被系统回收，那么就出现这种一个Activity存在多个实例的情况了。

接下来对着MainActivity右键 -> List objects -> with incoming references查看具体MainActivity实例，如下图所示

发现跟上边的效果一样，但是对比起来上边的方法比较方便，如果你无法判断是哪一个Acitivity出的问题，你就无法处理了，所以推荐用Dominator Tree分析问题。
总结： 这大概就是MAT工具最常用的一些用法了，当然这里还要提醒大家一句，工具是死的，人是活的，MAT也没有办法保证一定可以将内存泄漏的原因找出来，还是需要我们对程序的代码有足够多的了解，知道有哪些对象是存活的，以及它们存活的原因，然后再结合MAT给出的数据来进行具体的分析，这样才有可能把一些隐藏得很深的问题原因给找出来。

TraceView的使用方法

借鉴了许多关于TraceView的分析，发现都是抄来抄去，最终都是一种解决办法，不是针对各种问题解决问题，针对我这次碰到的这个问题，我慢慢琢磨了这么工具的使用，发现直接可以分析出具体那个方法占用CPU的时间，个人认为从CPU角度思考内存优化，可以考虑使用这个工具来分析。
如何使用打开DDMS,然后如图

先按下Start Method Profiling（箭头所指,开始有红点）,点击后红点变成灰色小方块，然后过一会可以按Stop Method Profiling,然后出现这种跟答题卡一样的，我们只看下部分的分析

显而易见，分析Intel Cpu Time 属性，点击它按照从大到小的排序后，我们清晰发现run（）方法居然占了93%的CPU运行内存，并且直接具体到哪一个类里边的方法。剩下的一些属性估计有用，在这里我也就不一一介绍了！如果你想详细了解，点击文章最后的参考链接即可。

解决问题（How）

通过这三种方法分析的分析结果：
1. LeakCanary反馈的信息没有，无法分析
2. Memory Analyzer Tool（MAT）反馈的信息是MainAcitity中创建了很多的Thread，可以直接分析到死循环的毛病
3. TraceView通过CPU的使用情况非常直观的显示出，MainAcitivity中的run（）方法占用95%的使用，干净利索的分析出问题的所在

最后解决办法：加1s的sleep时间，A跳转到B页面的时候，关掉循环！！

总结

文章也写到了最后：
如果遇到卡顿问题的时候，推荐分析的步骤：
1. 先用Memory产看内存使用情况
2. 在用LeakCanary看是否能直接分析出那一个类出的错误
3. 如果LeakCanary分析的步骤不够清晰，导出文件用MAT具体分析
4. 如果在MAT你也没有检查出哪里出的错误，可以尝试TraceView来分析内存使用情况，因为他可以具体到哪一个方法。

参考文章：
1. Android最佳性能实践(二)——分析内存的使用情况
2. 正确使用Android性能分析工具——TraceView
3. Android性能优化之被忽视的Memory Leaks
问题修改:
tips: 感谢PleaseCallMeCoder的勘误!修改了TraceView的描述!

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