Android內(nèi)存優(yōu)化的常用工具與手段

前言

內(nèi)存問(wèn)題是一個(gè)普遍問(wèn)題，但是卻普遍缺少關(guān)注度，具體有以下幾個(gè)原因：

內(nèi)存問(wèn)題相對(duì)比較隱蔽，表現(xiàn)并不明顯。

同時(shí)android使用Jvm語(yǔ)言開發(fā)，垃圾回收是自動(dòng)的，所以一般沒(méi)有特別關(guān)注。

內(nèi)存問(wèn)題難以定位，出現(xiàn)問(wèn)題的地方往往只是表現(xiàn)的地方，真正的原因難以收集。

內(nèi)存優(yōu)化的內(nèi)容其實(shí)非常多而復(fù)雜，我們可以嘗試從以下思路去了解：

要了解內(nèi)存問(wèn)題，我們首先要了解為什么要做內(nèi)存優(yōu)化？

同時(shí)需要了解一些內(nèi)存優(yōu)化的背景知識(shí)，如垃圾回收機(jī)制。

我們需要了解一些內(nèi)存優(yōu)化的常用工具與手段。

圖片是內(nèi)存優(yōu)化的重點(diǎn)，我們需要重點(diǎn)了解下圖片優(yōu)化的知識(shí)點(diǎn)。

內(nèi)存問(wèn)題的一個(gè)直接體現(xiàn)是OOM，我們還需要了解下OOM治理的一些手段。

所以我們可以輕松得出本文的主要內(nèi)容：

為什么要做內(nèi)存優(yōu)化？

android內(nèi)存優(yōu)化的一些背景知識(shí)。

android內(nèi)存優(yōu)化的常用工具與手段。

怎么做圖片內(nèi)存優(yōu)化？

怎么做OOM線上監(jiān)控？

本文主要內(nèi)容思維導(dǎo)圖如下：

1、為什么要做內(nèi)存優(yōu)化？

要回答這個(gè)問(wèn)題，我們首先應(yīng)該明確需求，當(dāng)我們?nèi)プ鰞?nèi)存優(yōu)化時(shí)是為了什么。

做內(nèi)存優(yōu)化的目的是降低OOM率、減少卡頓、增加應(yīng)用存活時(shí)間。

1.1 降低OOM率

做內(nèi)存優(yōu)化的一個(gè)常見原因是為了降低OOM率。

申請(qǐng)內(nèi)存過(guò)多而沒(méi)有及時(shí)釋放，常常就會(huì)導(dǎo)致OOM。

引起OOM的原因有多種，在后面我們?cè)偌?xì)談。

1.2 減少卡頓

Android中造成界面卡頓的原因有很多種，其中一種就是由內(nèi)存問(wèn)題引起的。

內(nèi)存問(wèn)題之所以會(huì)影響到界面流暢度，是因?yàn)槔厥铡?/p>

在GC時(shí)，所有線程都要停止，包括主線程。當(dāng)GC和繪制界面的操作同時(shí)觸發(fā)時(shí)，繪制的執(zhí)行就會(huì)被擱置，導(dǎo)致掉幀，也就是界面卡頓。

1.3 增加應(yīng)用存活時(shí)間

Android會(huì)按照特定的機(jī)制清理進(jìn)程，清理進(jìn)程時(shí)優(yōu)先會(huì)考慮清理后臺(tái)進(jìn)程，如果某個(gè)應(yīng)用在后臺(tái)運(yùn)行并且占用的內(nèi)存更多，就會(huì)被優(yōu)先清理掉。

我們通常希望App能盡量存活的久一點(diǎn)，所以內(nèi)存不再使用時(shí)應(yīng)該盡快釋放。

2、android內(nèi)存優(yōu)化的一些背景知識(shí)

2.1 Java垃圾回收機(jī)制

Java內(nèi)存回收主要包括以下內(nèi)容：

判斷對(duì)象是否回收的可達(dá)性分析算法。

強(qiáng)軟弱虛4種引用類型。

用于GC回收的垃圾回收算法。

這些都是很常見的知識(shí)點(diǎn)了，這里也就不綴述了，如果想要了解更多細(xì)節(jié)的同學(xué)可參考：Java 垃圾回收機(jī)制。

https://juejin.cn/post/6844903897958449166

2.2 什么是內(nèi)存泄漏？

內(nèi)存泄漏指的是一塊內(nèi)存沒(méi)有被使用且無(wú)法被GC回收，從而造成了內(nèi)存的浪費(fèi)，比如Handler匿名內(nèi)部類持有Activity的引用，Activity 需要銷毀時(shí)，GC 就無(wú)法回收它。

內(nèi)存泄漏的表現(xiàn)就是可用內(nèi)存逐漸減少，無(wú)法被回收的內(nèi)存逐漸累積，直到應(yīng)用無(wú)更多可用內(nèi)存可申請(qǐng)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存溢出。

內(nèi)存泄漏的直接原因是長(zhǎng)生命周期的對(duì)象引用了短生命周期的對(duì)象，導(dǎo)致短生命周期對(duì)象無(wú)法回收。

常見的引起內(nèi)存泄漏的原因有：

非靜態(tài)內(nèi)部類持有了外部引用。

靜態(tài)變量持有了context的引用。

資源沒(méi)有及時(shí)釋放。

我們一般使用LeakCanary或者Profile檢測(cè)內(nèi)存泄漏。

2.3 什么是內(nèi)存抖動(dòng)？

當(dāng)我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)頻繁創(chuàng)建大量臨時(shí)對(duì)象時(shí)，就會(huì)引起內(nèi)存抖動(dòng)，比如在一個(gè)for循環(huán)中創(chuàng)建臨時(shí)對(duì)象實(shí)例，下面這張圖就是內(nèi)存抖動(dòng)時(shí)的一個(gè)內(nèi)存圖表現(xiàn)，它的形狀是鋸齒形的，而中間的垃圾桶代表著一次GC。

內(nèi)存抖動(dòng)意味著頻繁的創(chuàng)建對(duì)象與回收，容易觸發(fā)GC，而當(dāng)GC時(shí)所有線程都會(huì)停止，因此可能導(dǎo)致卡頓。

為了避免內(nèi)存抖動(dòng)，我們應(yīng)該避免以下操作：

盡量避免在循環(huán)體中創(chuàng)建對(duì)象。

盡量不要在自定義View的onDraw（）方法中創(chuàng)建對(duì)象，因?yàn)檫@個(gè)方法會(huì)被頻繁調(diào)用。

對(duì)于能夠復(fù)用的對(duì)象，可以考慮使用對(duì)象池把它們緩存起來(lái)。

2.4 什么是內(nèi)存溢出？

內(nèi)存溢出即申請(qǐng)的內(nèi)存超出可用的內(nèi)存，即OOM，這會(huì)導(dǎo)致我們的程序異常退出，這也是我們重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)。

引起OOM的原因可能有多種，主要可以分為以下幾類：

關(guān)于OOM治理及線上監(jiān)控等，后面會(huì)詳細(xì)介紹。

3、android內(nèi)存優(yōu)化的常用工具與手段

3.1 Memory Profiler

Memory Profiler是Profiler 中的其中一個(gè)版塊，Profiler 是 Android Studio 為我們提供的性能分析工具，使用 Profiler 能分析應(yīng)用的 CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)以及電量的使用情況。

使用Memory可以檢測(cè)以下功能：

查看內(nèi)存曲線及內(nèi)存占用情況。

可以定位是否存在內(nèi)存抖動(dòng)問(wèn)題。

堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)（Dump Java Heap）可檢測(cè)出內(nèi)存泄漏的對(duì)象。

關(guān)于Memory Profiler的具體使用就不在此綴述了，想要了解的可參考：什么是 Memory Profiler？

https://juejin.cn/post/6844903897958449166

3.2 Memory Analyzer Tool

MAT工具可以幫助開發(fā)者定位導(dǎo)致內(nèi)存泄漏的對(duì)象，以及發(fā)現(xiàn)大的內(nèi)存對(duì)象，然后解決內(nèi)存泄漏并通過(guò)優(yōu)化內(nèi)存對(duì)象，以達(dá)到減少內(nèi)存消耗的目的。

比起Memory Profiler，MAT使用起來(lái)更加麻煩，同時(shí)現(xiàn)在Memory Profiler功能也越來(lái)越強(qiáng)大了，所以我現(xiàn)在已經(jīng)很少使用MAT了。

如果想要更多地了解MAT，也可以參考：什么是Memory Analyzer Tool。

https://juejin.cn/post/6844903897958449166#heading-52

3.3 LeakCanary檢測(cè)內(nèi)存泄漏

相比Memory Profiler與MAT，LeakCanary在使用上更加簡(jiǎn)便。

只需要在項(xiàng)目中添加依賴，即可自動(dòng)地檢測(cè)內(nèi)存泄漏并報(bào)警，使用起來(lái)非常方便。

LeakCanary有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

不需要手動(dòng)初始化。

可自動(dòng)檢測(cè)內(nèi)存泄漏并通過(guò)通知報(bào)警。

不能用于線上。

LeakCanary檢測(cè)流程如下

關(guān)于LeakCanary的原理，我之前曾經(jīng)總結(jié)過(guò)一篇文章，有興趣的同學(xué)也可以參考：【帶著問(wèn)題學(xué)】關(guān)于LeakCanary2.0你應(yīng)該知道的知識(shí)點(diǎn)。

https://juejin.cn/post/6968084138125590541

3.4 內(nèi)存優(yōu)化的一些常規(guī)手段

內(nèi)存優(yōu)化的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題可以在開發(fā)時(shí)避免，下面介紹一些常規(guī)的內(nèi)存優(yōu)化手段。

1）、使用LargeHeap屬性增加最大可用內(nèi)存。

2）、在系統(tǒng)觸發(fā)資源緊張回調(diào)時(shí)，主動(dòng)刪除緩存。

3）、使用優(yōu)化過(guò)后的集合：如SparseArray類等。

4）、謹(jǐn)慎使用 SharedPreference，SP會(huì)在應(yīng)用初始化時(shí)將所有內(nèi)容加載到內(nèi)存中，所以不應(yīng)該存放比較大的內(nèi)容。

5）、謹(jǐn)慎使用外部庫(kù)，引入時(shí)需要明確不會(huì)對(duì)應(yīng)用性能造成大的影響。

6）、業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，抽象可以優(yōu)化代碼的靈活性和可維護(hù)性，但是抽象也會(huì)帶來(lái)其他成本，應(yīng)權(quán)衡使用。

這些細(xì)節(jié)問(wèn)題其實(shí)都很普通，如果平時(shí)注意到了，相信對(duì)應(yīng)用的內(nèi)存一定有所幫助。

4、怎么做圖片內(nèi)存優(yōu)化？

內(nèi)存優(yōu)化應(yīng)該優(yōu)先去做見效快的地方，圖片內(nèi)存優(yōu)化是內(nèi)存優(yōu)化的重點(diǎn)，可能一張圖片沒(méi)有回收就會(huì)造成幾M內(nèi)存的浪費(fèi)。

4.1 常規(guī)的圖片內(nèi)存優(yōu)化方法

我們都知道，圖片所占內(nèi)存=寬高一像素占用內(nèi)存。

所以優(yōu)化圖片內(nèi)存主要有以下幾個(gè)思路：

縮放減小寬高。

減少每個(gè)像素所占用的內(nèi)存。

內(nèi)存復(fù)用，避免重復(fù)分配內(nèi)存。

對(duì)于大圖，可以采取局部加載的策略。

4.1.1 減少圖片寬高

有時(shí)圖片寬高為200*200， 而View寬高為100*100， 這種時(shí)候如果展示200*200的圖片沒(méi)有意義，應(yīng)該對(duì)圖片進(jìn)行縮放。

這種情況一般通過(guò)inSampleSize實(shí)現(xiàn)。

BitampFactory.Options options = new BitmapFactory.Options（）;

// 設(shè)置為4就是寬和高都變?yōu)樵瓉?lái)1/4大小的圖片

options.inSampleSize = 4;

BitmapFactory.decodeSream（is， null， options）;

4.1.2 減少每個(gè)像素所占用的內(nèi)存

在API29中，將Bitmap分為ALPHA_8， RGB_565， ARGB_4444， ARGB_8888， RGBA_F16， HARDWARE六個(gè)等級(jí)。

ALPHA_8：不存儲(chǔ)顏色信息，每個(gè)像素占1個(gè)字節(jié)；

RGB_565：僅存儲(chǔ)RGB通道，每個(gè)像素占2個(gè)字節(jié)，對(duì)Bitmap色彩沒(méi)有高要求，可以使用該模式；

ARGB_4444：已棄用，用ARGB_8888代替；

ARGB_8888：每個(gè)像素占用4個(gè)字節(jié)，保持高質(zhì)量的色彩保真度，默認(rèn)使用該模式；

RGBA_F16：每個(gè)像素占用8個(gè)字節(jié)，適合寬色域和HDR；

HARDWARE：一種特殊的配置，減少了內(nèi)存占用同時(shí)也加快了Bitmap的繪制。

每個(gè)等級(jí)每個(gè)像素所占用的字節(jié)也都不一樣，所存儲(chǔ)的色彩信息也不同。同一張100像素的圖片，ARGB_8888就占了400字節(jié)，RGB_565才占200字節(jié)。

所以在某些場(chǎng)景中，修改圖片格式可以達(dá)到減少一半內(nèi)存的效果。

4.1.3 內(nèi)存復(fù)用，避免重復(fù)分配內(nèi)存

Bitmap所占內(nèi)存比較大，如果我們頻繁創(chuàng)建與回收Bitmap，那么很容易造成內(nèi)存抖動(dòng)，所以我們應(yīng)該盡量復(fù)用Bitmap內(nèi)存。

在 Android 3.0（API 級(jí)別 11）開始，系統(tǒng)引入了BitmapFactory.Options.inBitmap字段。如果設(shè)置了此選項(xiàng)，那么采用 Options 對(duì)象的解碼方法會(huì)在生成目標(biāo) Bitmap 時(shí)嘗試復(fù)用 inBitmap，這意味著 inBitmap 的內(nèi)存得到了重復(fù)使用，從而提高了性能，同時(shí)移除了內(nèi)存分配和取消分配。

不過(guò) inBitmap 的使用方式存在某些限制，在 Android 4.4（API 級(jí)別 19）之前系統(tǒng)僅支持復(fù)用大小相同的位圖，4.4 之后只要 inBitmap 的大小比目標(biāo) Bitmap 大即可。

4.1.4 大圖局部加載策略

對(duì)于圖片加載還有種情況，就是單個(gè)圖片非常巨大，并且還不允許壓縮。比如顯示：世界地圖、清明上河圖、微博長(zhǎng)圖等。

首先不壓縮，按照原圖尺寸加載，那么屏幕肯定是不夠大的，并且考慮到內(nèi)存的情況，不可能一次性整圖加載到內(nèi)存中。

所以這種情況的優(yōu)化思路一般是局部加載，通過(guò)BitmapRegionDecoder來(lái)實(shí)現(xiàn)。

//設(shè)置顯示圖片的中心區(qū)域

BitmapRegionDecoder bitmapRegionDecoder = BitmapRegionDecoder.newInstance（inputStream， false）;

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options（）;

options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;

Bitmap bitmap = bitmapRegionDecoder.decodeRegion（new Rect（width / 2 - 100， height / 2 - 100， width / 2 + 100， height / 2 + 100）， options）;

mImageView.setImageBitmap（bitmap）;

4.1.5 小結(jié)

上面所說(shuō)的這些關(guān)于Bitmap的內(nèi)存優(yōu)化策略其實(shí)都比較簡(jiǎn)單，而且我們?cè)陂_發(fā)中可能很少用到

因?yàn)槲覀兂Ｓ玫膱D片框架比如Glide已經(jīng)將這些都封裝在里面了，所以一般情況下我們加載圖片時(shí)不需要做這些特殊操作。

關(guān)于Glide對(duì)于加載圖片都做了哪些優(yōu)化，有興趣的同學(xué)可以參考：【帶著問(wèn)題學(xué)】Glide做了哪些優(yōu)化？

https://juejin.cn/post/6970683481127043085

4.2 圖片兜底策略

針對(duì)因activity、fragment泄漏導(dǎo)致的圖片泄漏，我們可以在onDetachedFromWindow時(shí)機(jī)進(jìn)行了監(jiān)控和兜底，具體流程如下：

通過(guò)這種方式可以方便地解決因Activity導(dǎo)致的圖片泄漏問(wèn)題。

4.3 線上大圖監(jiān)控方案

當(dāng)運(yùn)營(yíng)在線上配置了不合理大小的圖片時(shí)，如果我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)，也會(huì)帶來(lái)內(nèi)存問(wèn)題。

如果圖片本身大小就不合理，我們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上談圖片優(yōu)化也沒(méi)有什么意義，因此大圖監(jiān)控這也是個(gè)比較常見的需求。

下面介紹幾種大圖監(jiān)控的方案：

4.3.1 ArtHook 方案

該方案采用weishu大佬寫的epic庫(kù)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)ART虛擬機(jī)的hook，hook ImageView的 setImageBitmap 等方法。

解析對(duì)比方法參數(shù)中的 bitmap 寬高和 ImageView 實(shí)例的寬高，也可以獲得bitmap的實(shí)際大小。

如果圖片寬高比ImageView寬高大，或者圖片大小超出了閾值，就可以把相關(guān)信息上報(bào)。

這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于：

侵入性極低，一次初始化配置即可hook全局的目標(biāo)View控件。

可以獲取代碼調(diào)用堆棧，方便開發(fā)者快速定位。

而缺點(diǎn)則在于：

兼容性存在問(wèn)題，使用了hook系統(tǒng)API ，不能用于線上。

4.3.2 BaseActivity 方案

大部分應(yīng)用工程在業(yè)務(wù)發(fā)展的過(guò)程中都會(huì)沉淀封裝自己的BaseActivity ，通過(guò)在BaseActivity onDestroy中動(dòng)態(tài)地檢測(cè)各個(gè)View控件，從而獲知圖片加載情況。

class BaseActivity ： Activity（）{

fun onDestory（）{

if（isOpenCheckBitmap）{

checkBitmapFromView（）

}

}

fun checkBitmapFromView（）{

//1、遍歷activity中的各個(gè)View控件

//2、獲取View控件加載的Bitmap

//3、對(duì)比Bitmap寬高與View寬高

}

}

這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于：

兼容性強(qiáng)，無(wú)任何反射。

加入簡(jiǎn)單，沒(méi)有什么復(fù)雜邏輯。

缺點(diǎn)在于：

侵入性太強(qiáng)，需要修改BaseActivity。

BaseActivity.onDestory本身可能被重寫，并不安全。

4.3.3 ASM方案

該方案在編譯流程進(jìn)行插樁，通過(guò)匹配setImageBitmap、 setBackground等關(guān)鍵方法，插入Bitmap大小檢測(cè)邏輯。

這種方案優(yōu)點(diǎn)在于：

編譯時(shí)期插樁，對(duì)開發(fā)過(guò)程無(wú)侵入性。

缺點(diǎn)在于：

通過(guò)插樁的方式打點(diǎn)，可能會(huì)增加編譯期耗時(shí)。

ASM代碼維護(hù)成本較高，使用起來(lái)不是那么方便。

4.3.4 registerActivityLifecycleCallback方案

通過(guò)registerActivityLifecycleCallback監(jiān)聽Activity生命周期，在onStop時(shí)進(jìn)行Bitmap大小檢測(cè)的邏輯。

private fun registerActivityLifecycleCallback（application： Application） {

application.registerActivityLifecycleCallbacks（object ：

Application.ActivityLifecycleCallbacks {

override fun onActivityStopped（activity： Activity） {

checkBitmapIsTooBig（childViews）

}

}）

}

這種方案對(duì)原始代碼無(wú)侵入性，同時(shí)使用起來(lái)比較簡(jiǎn)單，也沒(méi)有兼容性問(wèn)題，應(yīng)該屬于比較良好的方案。

詳細(xì)實(shí)現(xiàn)可見：BitmapCanary 誕生。

https://juejin.cn/post/6956138531789996040#heading-14

5、怎么做OOM線上監(jiān)控？

上文我們介紹了，可以使用LeakCanary在線下監(jiān)測(cè)內(nèi)存泄漏，但是LeakCanary只能在線下使用，有以下問(wèn)題：

線下場(chǎng)景能跑到的場(chǎng)景有限，很難把所有用戶場(chǎng)景窮盡。碰到線上問(wèn)題難以定位。

檢測(cè)過(guò)程需要主動(dòng)觸發(fā)GC，Dump內(nèi)存鏡像造成app凍結(jié)，造成測(cè)試過(guò)程中體驗(yàn)不好。

適用范圍有限，只能定位Activity&Fragment泄漏，無(wú)法定位大對(duì)象、頻繁分配等問(wèn)題。

hprof文件過(guò)大，如果整體上傳的話需要耗費(fèi)很多資源。

下面我們就介紹一下快手開源的線上OOM監(jiān)控框架KOOM。

5.1 線上OOM監(jiān)控框架KOOM介紹

上面我們介紹了LeakCanary不能用于線上監(jiān)控的原因，所以要實(shí)現(xiàn)線上監(jiān)控功能，就需要解決以下問(wèn)題：

1、監(jiān)控

主動(dòng)觸發(fā)GC，會(huì)造成卡頓

2、采集

Dump hprof，會(huì)造成app凍結(jié)

Hprof文件過(guò)大

3、解析

解析耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)

解析本身有OOM風(fēng)險(xiǎn)

其核心流程為三部分：

監(jiān)控OOM，發(fā)生問(wèn)題時(shí)觸發(fā)內(nèi)存鏡像的采集，以便進(jìn)一步分析問(wèn)題。

采集內(nèi)存鏡像，學(xué)名堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)，將內(nèi)存數(shù)據(jù)拷貝到文件中，以下簡(jiǎn)稱dump hprof。

解析鏡像文件，對(duì)泄漏、超大對(duì)象等我們關(guān)注的對(duì)象進(jìn)行可達(dá)性分析，解析出其到GC root的引用鏈以解決問(wèn)題。

5.2 KOOM解決GC卡頓

LeakCanary通過(guò)多次GC的方式來(lái)判斷對(duì)象是否被回收，所以會(huì)造成性能損耗。

koom通過(guò)無(wú)性能損耗的內(nèi)存閾值監(jiān)控來(lái)觸發(fā)鏡像采集，具體策略如下：

1、Java堆內(nèi)存/線程數(shù)/文件描述符數(shù)突破閾值觸發(fā)采集。

2、Java堆上漲速度突破閾值觸發(fā)采集。

3、發(fā)生OOM時(shí)如果策略1、2未命中 觸發(fā)采集。

4、泄漏判定延遲至解析時(shí)。

我們并不需要在運(yùn)行時(shí)判定對(duì)象是否泄漏，以Activity為例，我們并不需要在運(yùn)行時(shí)判定其是否泄漏，Activity有一個(gè)成員變量mDestroyed，在onDestory時(shí)會(huì)被置為true，只要解析時(shí)發(fā)現(xiàn)有可達(dá)且mDestroyed為true的Activity，即可判定為泄漏。

通過(guò)將泄漏判斷延遲至解析時(shí)，即可解決GC卡頓的問(wèn)題。

5.3 KOOM解決Dump hprof凍結(jié)app

Dump hprof即采集內(nèi)存鏡像需要暫停虛擬機(jī)，以確保在內(nèi)存數(shù)據(jù)拷貝到磁盤的過(guò)程中，引用關(guān)系不會(huì)發(fā)生變化，暫停時(shí)間通常長(zhǎng)達(dá)10秒以上，對(duì)用戶來(lái)講是難以接受的，這也是LeakCanary官方不推薦線上使用的重要原因之一。

利用Copy-on-write機(jī)制，fork子進(jìn)程dump內(nèi)存鏡像，可以完美解決這一問(wèn)題，fork成功以后，父進(jìn)程立刻恢復(fù)虛擬機(jī)運(yùn)行，子進(jìn)程dump內(nèi)存鏡像期間不會(huì)受到父進(jìn)程數(shù)據(jù)變動(dòng)的影響。

流程如下圖所示：

KOOM隨機(jī)采集線上真實(shí)用戶的內(nèi)存鏡像，普通dump和fork子進(jìn)程dump阻塞用戶使用的耗時(shí)如下：

可以看出，基本可以做到無(wú)感知的采集內(nèi)存鏡像。

5.4 KOOM解決hprof文件過(guò)大

Hprof文件通常比較大，分析OOM時(shí)遇到500M以上的hprof文件并不稀奇，文件的大小，與dump成功率、dump速度、上傳成功率負(fù)相關(guān)，且大文件額外浪費(fèi)用戶大量的磁盤空間和流量。

因此需要對(duì)hprof進(jìn)行裁剪，只保留分析OOM必須的數(shù)據(jù)，另外，裁剪還有數(shù)據(jù)脫敏的好處，只上傳內(nèi)存中類與對(duì)象的組織結(jié)構(gòu)，并不上傳真實(shí)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（諸如字符串、byte數(shù)組等含有具體數(shù)據(jù)的內(nèi)容），保護(hù)用戶隱私。

裁剪hprof文件涉及到對(duì)hprof文件格式的了解，這里就不綴述了。

5.5 KOOM解決hprof解析的耗時(shí)與OOM

解析hprof文件，對(duì)關(guān)鍵對(duì)象進(jìn)行可達(dá)性分析，得到引用鏈，是解決OOM最核心的一步，之前的監(jiān)控和dump都是為解析做鋪墊。

解析分兩種，一種是上傳hprof文件由server解析，另一種是在客戶端解析后上傳報(bào)告（通常只有幾KB）。

KOOM選擇了端上解析，這樣做有兩個(gè)好處：

節(jié)省用戶流量。

利用用戶閑時(shí)算力，降低server壓力，這樣也符合分布式計(jì)算理念。

這樣就可以把解析過(guò)程拆解成以下兩個(gè)問(wèn)題：

1、哪些對(duì)象需要分析，全部分析性能開銷太大，很難在端上完成，并且問(wèn)題沒(méi)有重點(diǎn)也不利于解決。

2、性能優(yōu)化，作為一個(gè)debug組件，要在不影響用戶體驗(yàn)的情況下完成解析，對(duì)性能有非常高的要求。

5.5.1 關(guān)鍵對(duì)象判定

KOOM只解析關(guān)鍵的對(duì)象，關(guān)鍵對(duì)象分為兩類，一類是根據(jù)規(guī)則可以判斷出對(duì)象已經(jīng)泄露，且持有大量資源的，另外一類是對(duì)象shallow / retained size 超過(guò)閾值。

Activity/fragment泄露判定即為第一種：

對(duì)于強(qiáng)可達(dá)的activity對(duì)象，其mDestroyed值為true時(shí)（onDestroy時(shí)賦值），判定已經(jīng)泄露。

類似的，對(duì)于fragment，當(dāng)mCalled值為true且mFragmentManager為null時(shí)，判定已經(jīng)泄露。

Bitmap/window/array/sufacetexture判定為第二種。

檢查bitmap/texture的數(shù)量、寬高、window數(shù)量、array長(zhǎng)度等等是否超過(guò)閾值，再結(jié)合hprof中的相關(guān)業(yè)務(wù)信息，比如屏幕大小，view大小等進(jìn)行判定。

5.5.2 性能優(yōu)化

KOOM在LeakCanary解析引擎shark的基礎(chǔ)上做了一些優(yōu)化，將解析時(shí)間在shark的基礎(chǔ)上優(yōu)化了2倍以上，內(nèi)存峰值控制在100M以內(nèi)。用一張圖總結(jié)解析的流程：

詳細(xì)流程就不在這里綴述了，詳情可見：KOOM解析性能優(yōu)化。

https://juejin.cn/post/6860014199973871624#heading-13

5.6 KOOM使用

KOOM目前已經(jīng)開源，開源地址：

https://github.com/KwaiAppTeam/KOOM

直接參照接入指南接入即可，當(dāng)發(fā)現(xiàn)內(nèi)存超過(guò)閾值或者發(fā)生OOM時(shí)，就會(huì)觸發(fā)采集內(nèi)存快照，對(duì)hprof文件進(jìn)行裁剪并分析后得到報(bào)告。

KOOM的報(bào)告是json格式，并且大小在KB級(jí)別，樣式如下所示：

大概包括以下信息：

一些可能泄漏的類信息。

泄漏原因，gcRoot，泄漏實(shí)例數(shù)量等。

泄漏對(duì)象的引用鏈，方便定位問(wèn)題。

可見KOOM上傳的數(shù)據(jù)量并不太大，但相對(duì)準(zhǔn)確，非常便于我們分析線上數(shù)據(jù)。

5.7 小結(jié)

本章主要介紹了線上監(jiān)控OOM的開源框架KOOM。

其實(shí)線上監(jiān)控OOM的框架各大廠都有開發(fā)，比如美團(tuán)的Probe，字節(jié)的Liko。

https://tech.meituan.com/2019/11/14/crash-oom-probe-practice.html

https://juejin.cn/post/6908517174667804680#heading-7

不過(guò)大部分都沒(méi)有正式開源，只是一些文章介紹原理，有興趣的同學(xué)也可以都了解下。

總結(jié)

對(duì)于優(yōu)化的大方向，我們應(yīng)該優(yōu)先去做見效快的地方，主要有以下幾個(gè)部分：

內(nèi)存泄漏。

內(nèi)存抖動(dòng)。

Bitmap大圖監(jiān)控。

OOM線上監(jiān)控。

我們還介紹了內(nèi)存優(yōu)化的多種實(shí)用工具：

可以使用Profile，MAT在開發(fā)時(shí)定位內(nèi)存抖動(dòng)內(nèi)存泄漏問(wèn)題。

線下開發(fā)、回歸、Monkey、壓測(cè)等環(huán)節(jié)可以自動(dòng)集成LeakCanary檢測(cè)內(nèi)存泄漏；

圖片加載是內(nèi)存優(yōu)化的重點(diǎn)，我們可以結(jié)合圖片兜底策略與線上大圖監(jiān)控，優(yōu)化圖片內(nèi)存問(wèn)題。

線上OOM時(shí)通過(guò)KOOM監(jiān)測(cè)，內(nèi)存超出閾值時(shí)主動(dòng)dump內(nèi)存快照，通過(guò)上傳分析結(jié)果精準(zhǔn)。分析OOM問(wèn)題。

內(nèi)存優(yōu)化是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，我們?cè)谧鰞?nèi)存優(yōu)化的過(guò)程中，需要結(jié)合多種工具，線上線下結(jié)合，系統(tǒng)化地配合來(lái)定位與解決問(wèn)題。

作者：RicardoMJiang

https://juejin.cn/post/6975876569990447134

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