Android内存分配回收机制

一，Android内存分配回收机制

从宏观角度上来看Android系统可以分为三个层次
1. Application Framework,
2. Dalvik 虚拟机
3. Linux内核。

这三个层次都有各自内存相关工作：

1. Application Framework

Anroid基于进程中运行的组件及其状态规定了默认的五个回收优先级：

Empty process(空进程)
Background process(后台进程)
Service process(服务进程)
Visible process(可见进程)
Foreground process(前台进程)

系统需要进行内存回收时最先回收空进程,然后是后台进程，以此类推最后才会回收前台进程（一般情况下前台进程就是与用户交互的进程了,如果连前台进程都需要回收那么此时系统几乎不可用了）。

由此也衍生了很多进程保活的方法（提高优先级，互相唤醒，native保活等等），出现了国内各种全家桶，甚至各种杀不死的进程。

Android中由ActivityManagerService 集中管理所有进程的内存资源分配。

2. Linux内核

这里最简单的理解就是ActivityManagerService会对所有进程进行评分（存放在变量adj中），然后再讲这个评分更新到内核，由内核去完成真正的内存回收(lowmemorykiller, Oom_killer)。这里只是大概的流程，中间过程还是很复杂的，有兴趣的同学可以一起研究，代码在系统源码ActivityManagerService.Java中。

3. Dalvik虚拟机

Android中有Native Heap和Dalvik Heap。Android的Native Heap言理论上可分配的空间取决了硬件RAM，而对于每个进程的Dalvik Heap都是有大小限制的

Android App为什么会OOM呢？其实就是申请的内存超过了Dalvik Heap的最大值。这里也诞生了一些比较”黑科技”的内存优化方案，比如将耗内存的操作放到Native层，或者使用分进程的方式突破每个进程的Dalvik Heap内存限制。

Android Dalvik Heap与原生Java一样，将堆的内存空间分为三个区域，Young Generation，Old Generation， Permanent Generation。

最近分配的对象会存放在Young Generation区域，当这个对象在这个区域停留的时间达到一定程度，它会被移动到Old Generation，最后累积一定时间再移动到Permanent Generation区域。系统会根据内存中不同的内存数据类型分别执行不同的gc操作。

GC发生的时候，所有的线程都是会被暂停的。执行GC所占用的时间和它发生在哪一个Generation也有关系，Young Generation中的每次GC操作时间是最短的，Old Generation其次，Permanent Generation最长。

GC时会导致线程暂停，导致卡顿，Google在新版本的Android中优化了这个问题，在ART中对GC过程做了优化揭秘 ART 细节 —— Garbage collection[5]，据说内存分配的效率提高了10倍，GC的效率提高了2-3倍（可见原来效率有多低），不过主要还是优化中断和阻塞的时间，频繁的GC还是会导致卡顿。

上面就是Android系统内存分配和回收相关知识，回过头来看，现在各种手机厂商鼓吹人工智能手机，号称18个月不卡顿，越用越快，其实很大一部分Android系统的内存优化有关，无非就是利用一些比较成熟的基于统计，机器学习的算法定时清理数据，清理内存，甚至提前加载数据到内存。

二，Android常见内存问题和对应检测，解决方式

1. 内存泄露

不止Android程序员，内存泄露应该是大部分程序员都遇到过的问题，可以说大部分的内存问题都是内存泄露导致的，这里简单罗列下：

单例（主要原因还是因为一般情况下单例都是全局的，有时候会引用一些实际生命周期比较短的变量，导致其无法释放）
静态变量（同样也是因为生命周期比较长）
Handler内存泄露[7]
匿名内部类（匿名内部类会引用外部类，导致无法释放，比如各种回调）
资源使用完未关闭（BraodcastReceiver，ContentObserver，File，Cursor，Stream，Bitmap)

对Android内存泄露业界已经有很多优秀的组件其中LeakCanary最为知名(Square出品，Square可谓Android开源界中的业界良心，开源的项目包括okhttp, retrofit，otto, picasso, Android开发大神Jake Wharton就在Square)，其原理是监控每个activity，在activity ondestory后，在后台线程检测引用，然后过一段时间进行gc，gc后如果引用还在，那么dump出内存堆栈，并解析进行可视化显示。使用LeakCanary可以快速地检测出Android中的内存泄露。

1. Application Framework

2. Linux内核

3. Dalvik虚拟机

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