Android代码内存优化建议-Android资源篇

jopen 9年前

 

这篇文章主要介绍在实际Android应用程序的开发中,容易导致内存泄露的一些情况。开发人员如果在进行代码编写之前就有内存泄露方面的基础知 识,那么写出来的代码会强壮许多,写这篇文章也是这个初衷。本文从Android开发中的资源使用情况入手,介绍了如何在Bitmap、数据库查询、9- patch、过渡绘制等方面优化内存的使用。

Android资源优化

1. Bitmap优化

Android中的大部分内存问题归根结底都是Bitmap的问题,如果打开MAT(Memory analyzer tool)来看,实际占用内存大的都是一些Bitmap(以byte数组的形式存储)。所以Bitmap的优化应该是我们着重去解决的。Google在其 官方有针对Bitmap的使用专门写了一个专题 : Displaying Bitmaps Efficiently , 对应的中文翻译在 : displaying-bitmaps , 在优化Bitmap资源之前,请先看看这个系列的文档,以确保自己正确地使用了Bitmap。

Bitmap如果没有被释放,那么一般只有两个问题:

  • 用户在使用完这个Bitmap之后,没有主动去释放Bitmap资源。
  • 这个Bitmap资源被引用所以无法被释放 。

1.1 主动释放Bitmap资源

当你确定这个Bitmap资源不会再被使用的时候(当然这个Bitmap不释放可能会让程序下一次启动或者resume快一些,但是其占用的内存 资源太大,可能导致程序在后台的时候被杀掉,反而得不偿失),我们建议手动调用recycle()方法,释放其Native内存:

if(bitmap != null && !bitmap.isRecycled()){        bitmap.recycle();       bitmap = null;   }

我们也可以看一下Bitmap.java中recycle()方法的说明:
    /**       * Free the native object associated with this bitmap, and clear the       * reference to the pixel data. This will not free the pixel data synchronously;       * it simply allows it to be garbage collected if there are no other references.       * The bitmap is marked as "dead", meaning it will throw an exception if       * getPixels() or setPixels() is called, and will draw nothing. This operation       * cannot be reversed, so it should only be called if you are sure there are no       * further uses for the bitmap. This is an advanced call, and normally need       * not be called, since the normal GC process will free up this memory when       * there are no more references to this bitmap.       */      public void recycle() {          if (!mRecycled) {              if (nativeRecycle(mNativeBitmap)) {                  // return value indicates whether native pixel object was actually recycled.                  // false indicates that it is still in use at the native level and these                  // objects should not be collected now. They will be collected later when the                  // Bitmap itself is collected.                  mBuffer = null;                  mNinePatchChunk = null;              }              mRecycled = true;          }      }    ......  //如果使用过程中抛出异常的判断  if (bitmap.isRecycled()) {      throw new RuntimeException("Canvas: trying to use a recycled bitmap " + bitmap);  }

调用bitmap.recycle之后,这个Bitmap如果没有被引用到,那么就会被垃圾回收器回收。如果不主动调用这个方法,垃圾回收器也会进 行回收工作,只不过垃圾回收器的不确定性太大,依赖其自动回收不靠谱(比如垃圾回收器一次性要回收好多Bitmap,那么需要的时间就会很多,导致回收的 时候会卡顿)。所以我们需要主动调用recycle。

1.2 主动释放ImageView的图片资源

由于我们在实际开发中,很多情况是在xml布局文件中设置ImageView的src或者在代码中调用 ImageView.setImageResource/setImageURI/setImageDrawable等方法设置图像,下面代码可以回收这 个ImageView所对应的资源:

private static void recycleImageViewBitMap(ImageView imageView) {      if (imageView != null) {          BitmapDrawable bd = (BitmapDrawable) imageView.getDrawable();          rceycleBitmapDrawable(bd);      }  }    private static void rceycleBitmapDrawable(BitmapDrawable bitmapDrawable) {      if (bitmapDrawable != null) {          Bitmap bitmap = bitmapDrawable.getBitmap();          rceycleBitmap(bitmap);      }      bitmapDrawable = null;  }    private static void rceycleBitmap(Bitmap bitmap) {      if (bitmap != null && !bitmap.isRecycled()) {          bitmap.recycle();          bitmap = null;      }  }

1.3 主动释放ImageView的背景资源

如果你的ImageView是有Background,那么下面的代码可以释放他:

public static void recycleBackgroundBitMap(ImageView view) {      if (view != null) {          BitmapDrawable bd = (BitmapDrawable) view.getBackground();          rceycleBitmapDrawable(bd);      }  }    public static void recycleImageViewBitMap(ImageView imageView) {      if (imageView != null) {          BitmapDrawable bd = (BitmapDrawable) imageView.getDrawable();          rceycleBitmapDrawable(bd);      }  }    private static void rceycleBitmapDrawable(BitmapDrawable bitmapDrawable) {      if (bitmapDrawable != null) {          Bitmap bitmap = bitmapDrawable.getBitmap();          rceycleBitmap(bitmap);      }      bitmapDrawable = null;  }

1.4 尽量少用Png图,多用NinePatch的图

现在手机的分辨率越来越高,图片资源在被加载后所占用的内存也越来越大,所以要尽量避免使用大的PNG图,在产品设计的时候就要尽量避免用一张大图来进行展示,尽量多用NinePatch资源。

Android中的NinePatch指的是一种拉伸后不会变形的特殊png图,NinePatch的拉伸区域可以自己定义。这种图的优点是体积 小,拉伸不变形,可以适配多机型。Android SDK中有自带NinePatch资源制作工具,Android-Studio中在普通png图片点击右键可以将其转换为NinePatch资源,使用起 来非常方便。

Android代码内存优化建议-Android资源篇

1.5 使用大图之前,尽量先对其进行压缩

图片有不同的形状与大小。在大多数情况下它们的实际大小都比需要呈现出来的要大很多。例如,系统的Gallery程序会显示那些你使用设备camera拍摄的图片,但是那些图片的分辨率通常都比你的设备屏幕分辨率要高很多。

考虑到程序是在有限的内存下工作,理想情况是你只需要在内存中加载一个低分辨率的版本即可。这个低分辨率的版本应该是与你的UI大小所匹配的,这 样才便于显示。一个高分辨率的图片不会提供任何可见的好处,却会占用宝贵的(precious)的内存资源,并且会在快速滑动图片时导致(incurs) 附加的效率问题。

Google官网的Training中,有一篇文章专门介绍如何有效地加载大图,里面提到了两个比较重要的技术:

  • 在图片加载前获取其宽高和类型
  • 加载一个按比例缩小的版本到内存中

原文地址: Loading Large Bitmaps Efficiently ,中文翻译地址: 有效地加载大尺寸位图 ,强烈建议每一位Android开发者都去看一下,并在自己的实际项目中使用到。

更多关于Bitmap的使用和优化,可以参考Android官方Training专题的 displaying-bitmaps

2 查询数据库没有关闭游标

程序中经常会进行查询数据库的操作,但是经常会有使用完毕Cursor后没有关闭的情况。如果我们的查询结果集比较小,对内存的消耗不容易被发现,只有在常时间大量操作的情况下才会复现内存问题,这样就会给以后的测试和问题排查带来困难和风险。示例代码:

Cursor cursor = getContentResolver().query(uri ...);    if (cursor.moveToNext()) {    ... ...   }

修正示例代码:
Cursor cursor = null;  try {     cursor = getContentResolver().query(uri ...);    if (cursor != null && cursor.moveToNext()) {    ... ...     }    } finally {      if (cursor != null) {    try {       cursor.close();    } catch (Exception e) {      //ignore this      }    }  }

3 构造Adapter时,没有使用缓存的convertView

以构造ListView的BaseAdapter为例,在BaseAdapter中提供了方法:

public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) 
</div>

来向ListView提供每一个item所需要的view对象。初始时ListView会从BaseAdapter中根据当前的屏幕布局实例化一 定数量的view对象,同时ListView会将这些view对象缓存起来。当向上滚动ListView时,原先位于最上面的list item的view对象会被回收,然后被用来构造新出现的最下面的list item。这个构造过程就是由getView()方法完成的,getView()的第二个形参 View convertView就是被缓存起来的list item的view对象(初始化时缓存中没有view对象则convertView是null)。由此可以看出,如果我们不去使用 convertView,而是每次都在getView()中重新实例化一个View对象的话,即浪费资源也浪费时间,也会使得内存占用越来越大。 ListView回收list item的view对象的过程可以查看:android.widget.AbsListView.java —> void addScrapView(View scrap) 方法。

Android代码内存优化建议-Android资源篇

示例代码:

public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {   View view = new Xxx(...);   ... ...   return view;  }

`示例修正代码:
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {   View view = null;   if (convertView != null) {   view = convertView;   populate(view, getItem(position));   ...   } else {   view = new Xxx(...);   ...   }   return view;  }

关于ListView的使用和优化,可以参考这两篇文章:

4 释放对象的引用

前面有说过,一个对象的内存没有被释放是因为他被其他的对象所引用,系统不回去释放这些有GC Root的对象。

示例A:假设有如下操作

public class DemoActivity extends Activity {    ... ...    private Handler mHandler = ...    private Object obj;    public void operation() {     obj = initObj();     ...     [Mark]     mHandler.post(new Runnable() {            public void run() {             useObj(obj);            }     });    }  }

我们有一个成员变量 obj,在operation()中我们希望能够将处理obj实例的操作post到某个线程的MessageQueue中。在以上的代码中,即便是 mHandler所在的线程使用完了obj所引用的对象,但这个对象仍然不会被垃圾回收掉,因为DemoActivity.obj还保有这个对象的引用。 所以如果在DemoActivity中不再使用这个对象了,可以在[Mark]的位置释放对象的引用,而代码可以修改为:
public void operation() {    obj = initObj();    ...    final Object o = obj;    obj = null;    mHandler.post(new Runnable() {        public void run() {            useObj(o);        }    }  }

示例B:假设我们希望在锁屏界面(LockScreen)中,监听系统中的电话服务以获取一些信息(如信号强度等),则可以在LockScreen 中定义一个PhoneStateListener的对象,同时将它注册到TelephonyManager服务中。对于LockScreen对象,当需要 显示锁屏界面的时候就会创建一个LockScreen对象,而当锁屏界面消失的时候LockScreen对象就会被释放掉。

但是如果在释放LockScreen对象的时候忘记取消我们之前注册的PhoneStateListener对象,则会导致LockScreen 无法被垃圾回收。如果不断的使锁屏界面显示和消失,则最终会由于大量的LockScreen对象没有办法被回收而引起OutOfMemory,使得 system_ui进程挂掉。

总之当一个生命周期较短的对象A,被一个生命周期较长的对象B保有其引用的情况下,在A的生命周期结束时,要在B中清除掉对A的引用。

使用MAT可以很方便地查看对象之间的引用,

5 在Activity的生命周期中释放资源

Android应用程序中最典型的需要注意释放资源的情况是在Activity的生命周期中,在onPause()、onStop()、 onDestroy()方法中需要适当的释放资源的情况。由于此情况很基础,在此不详细说明,具体可以查看官方文档对Activity生命周期的介绍,以 明确何时应该释放哪些资源。

6 消除过渡绘制

过渡绘制指的是在屏幕一个像素上绘制多次(超过一次),比如一个TextView后有背景,那么显示文本的像素至少绘了两次,一次是背景,一次是 文本。GPU过度绘制或多或少对性能有些影响,设备的内存带宽是有限的,当过度绘制导致应用需要更多的带宽(超过了可用带宽)的时候性能就会降低。带宽的 限制每个设备都可能是不一样的。

过渡绘制的原因:

  1. 同一层级的View叠加
  2. 复杂的层级叠加

减少过渡绘制能去掉一些无用的View,能有效减少GPU的负载,也可以减轻一部分内存压力。关于过渡绘制我专门写了一篇文章来介绍:过渡绘制及其优化

7 使用Android系统自带的资源

在Android应用开发过程中,屏幕上控件的布局代码和程序的逻辑代码通常是分开的。界面的布局代码是放在一个独立的xml文件中的,这个文件 里面是树型组织的,控制着页面的布局。通常,在这个页面中会用到很多控件,控件会用到很多的资源。Android系统本身有很多的资源,包括各种各样的字 符串、图片、动画、样式和布局等等,这些都可以在应用程序中直接使用。这样做的好处很多,既可以减少内存的使用,又可以减少部分工作量,也可以缩减程序安 装包的大小。

比如下面的代码就是使用系统的ListView:

<ListView       android:id="@android:id/list"      android:layout_width="fill_parent"      android:layout_height="fill_parent"/>

8 使用内存相关工具检测

在开发中,不可能保证一次就开发出一个内存管理非常棒的应用,所以在开发的每一个阶段,都要有意识地去针对内存进行专门的检查。目前Android提供了许多布局、内存相关的工具,比如Lint、MAT等。学会这些工具的使用是一个Android开发者必不可少的技能。