Android Tech And Perf

Android 代码内存优化建议-Android 资源篇

字数统计: 3.4k阅读时长: 13 min
2015/07/20 Share

Android 内存优化系列文章:

  1. Android代码内存优化建议-Android官方篇
  2. Android代码内存优化建议-Java官方篇
  3. Android代码内存优化建议-Android资源篇
  4. Android代码内存优化建议-OnTrimMemory优化

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:

1
2
3
4
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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
    /**
* 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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
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。

左边是原图,右边是拉伸后的效果

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:

1
2
3
4
Cursor cursor = getContentResolver().query(uri ...);
if (cursor.moveToNext()) {
... ...
}

修正示例代码:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
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:

1
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent)

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。

ListView的getView

示例代码:

1
2
3
4
5
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
View view = new Xxx(...);
... ...
return view;
}

`
示例修正代码:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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:

1
2
3
4
<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。

关于我

小厂系统研发工程师 , 更多信息可以点击 关于我 , 非常希望和大家一起交流 , 共同进步 .

一个人可以走的更快 , 一群人可以走的更远

CATALOG
  1. 1. Android资源优化
    1. 1.1. 1. Bitmap优化
      1. 1.1.1. 1.1 主动释放Bitmap资源
      2. 1.1.2. 1.2 主动释放ImageView的图片资源
      3. 1.1.3. 1.3 主动释放ImageView的背景资源
      4. 1.1.4. 1.4 尽量少用Png图,多用NinePatch的图
      5. 1.1.5. 1.5 使用大图之前,尽量先对其进行压缩
    2. 1.2. 2 查询数据库没有关闭游标
    3. 1.3. 3 构造Adapter时,没有使用缓存的convertView
    4. 1.4. 4 释放对象的引用
    5. 1.5. 5 在Activity的生命周期中释放资源
    6. 1.6. 6 消除过渡绘制
    7. 1.7. 7 使用Android系统自带的资源
    8. 1.8. 8 使用内存相关工具检测
  2. 2. 关于我