内存优化 Android

Android内存优化工具

整理下Android内存优化常用的几种工具，top命令、adb shell dumpsys meminfo、Memory Profiler、LeakCanary、MAT

1. top

top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况。

查看top命令的用法

$ adb shell top --help

usage: top [-Hbq] [-k FIELD,] [-o FIELD,] [-s SORT] [-n NUMBER] [-m LINES] [-d SECONDS] [-p PID,] [-u USER,]

Show process activity in real time.


-H	Show threads

-k	Fallback sort FIELDS (default -S,-%CPU,-ETIME,-PID)

-o	Show FIELDS (def PID,USER,PR,NI,VIRT,RES,SHR,S,%CPU,%MEM,TIME+,CMDLINE)

-O	Add FIELDS (replacing PR,NI,VIRT,RES,SHR,S from default)

-s	Sort by field number (1-X, default 9)

-b	Batch mode (no tty)

-d	Delay SECONDS between each cycle (default 3)

-m	Maximum number of tasks to show

-n	Exit after NUMBER iterations

-p	Show these PIDs

-u	Show these USERs

-q	Quiet (no header lines)

Cursor LEFT/RIGHT to change sort, UP/DOWN move list, space to force
update, R to reverse sort, Q to exit.

使用top命令显示一次进程信息，以便讲解进程信息中各字段的含义

^[[41;173RTasks: 754 total,   1 running, 753 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Mem:      5.5G total,      5.4G used,      165M free,       76M buffers
Swap:      2.5G total,      789M used,      1.7G free,      2.4G cached
800%cpu 100%user   3%nice  54%sys 641%idle   0%iow   3%irq   0%sirq   0%host
PID USER         PR  NI VIRT  RES  SHR S[%CPU] %MEM     TIME+ ARGS
15962 u0 a894      10 -10 6.6G 187M  76M S 75.6   3.2   8:16.55 asia.bluepay.cl+
785 system       -2  -8 325M  13M 7.6M S 29.7   0.2  84:03.91 surfaceflinger
25255 shell        20   0  35M 2.7M 1.6M R 21.6   0.0   0:00.16 top -n 1
739 system       -3  -8 177M 3.6M 2.2M S 10.8   0.0  16:00.36 android.hardwar+
16154 u0 i9086     10 -10 1.3G  40M  19M S  5.4   0.6   0:46.18 com.google.andr+
13912 u0 a87       20   0  17G 197M  86M S  5.4   3.4  23:56.88 com.tencent.mm
24789 root         RT  -2    0    0    0 D  2.7   0.0   0:01.36 [mdss fb0]
24704 root         20   0    0    0    0 S  2.7   0.0   0:01.20 [kworker/u16:12]
20096 u0 a94       30  10 6.1G 137M  53M S  2.7   2.3   0:31.45 com.xiaomi.mark+
2272 system       18  -2 8.7G 407M 267M S  2.7   7.1 191:11.32 system server
744 system       RT   0 1.3G 1.6M 1.4M S  2.7   0.0  72:22.41 android.hardwar+
442 root         RT   0    0    0    0 S  2.7   0.0   5:59.68 [cfinteractive]
291 root         -3   0    0    0    0 S  2.7   0.0   5:00.17 [kgsl worker th+
10 root         20   0    0    0    0 S  2.7   0.0   1:55.84 [rcuop/0]
7 root         20   0    0    0    0 S  2.7   0.0   2:46.82 [rcu preempt]
25186 shell        20   0  34M 1.9M 1.4M S  0.0   0.0   0:00.71 logcat -v long +
25181 root         20   0    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.00 [kworker/2:3]
25137 root         20   0    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.00 [kworker/1:3]
25118 system       20   0 5.2G  83M  54M S  0.0   1.4   0:01.05 com.android.set+
24946 u0 a57       20   0 5.1G  60M  37M S  0.0   1.0   0:00.82 com.xiaomi.acco+
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第 1 行：进程信息

总共(total)：754个
运行中(running)状态：1个
休眠(sleeping)状态：753个
停止(stopped)状态：0个
僵尸(zombie)状态：0个

第 2 行：内存信息

5.5G total：物理内存总量
5.4G used：使用中的内存量
165M free：空闲内存量
76M buffers：缓存的内存量

第 3 行：Swap分区信息

2.5G total：交换区总量
789M used：使用的交换区大小
1.7G free：空闲交换区大小
2.4G cached：缓冲的交换区大小

内存监控时，可以监控swap交换分区的used，如果这个数值在不断的变化，说明内核在不断进行内存和swap的数据交换，这是内存不够用了。

第 4 行：CPU信息

800%cpu：8核cpu
100%user：用户进程使用CPU占比
3%nice：优先值为负的进程占比
54%sys：内核进程使用CPU占比
641%idle：除IO等待时间以外的其它等待时间占比
0%iow：IO等待时间占比
3%irq：硬中断时间占比
0%sirq：软中断时间占比

第 5 行及以下：各进程的状态监控

PID：进程id
USER：进程所属用户
PR：进程优先级
NI：nice值，负值表示高优先级，正值表示低优先级
VIRT：进程使用的虚拟内存总量，VIRT=SWAP+RES
RES：进程使用的、未被换出的物理内存大小，RES=CODE+DATA
SHR：共享内存大小
S：进程状态
%CPU：上次更新到现在的CPU占用时间比
%MEM：使用物理内存占比
TIME+：进程时间的CPU时间总计，单位1/100秒
ARGS：进程名

2. dumpsys meminfo

首先了解下Android中最重要的四大内存指标的概念

指标	全称	含义	等价
USS	Unique Set Size	独占物理内存	进程独占的内存
PSS	Proportional Set Size	实际使用物理内存	PSS = USS + 按比例包含共享库内存
RSS	Resident Set Size	实际使用物理内存	RSS = USS + 包含共享库内存
VSS	Virtual Set Size	虚拟耗用内存	VSS = 进程占用内存（包括虚拟耗用） + 共享库（包括比例分配部分）

我们主要使用USS和PSS来衡量进程的内存使用情况

dumpsys meminfo命令展示的是系统整体内存情况，内存项按进程进行分类

$ adb shell dumpsys meminfo
Applications Memory Usage (in Kilobytes):
Uptime: 168829244 Realtime: 1465769995

// 根据进程PSS占用值从大到小排序
Total PSS by process:
272,029K: system (pid 2272)
234,043K: com.tencent.mm (pid 13912 / activities)
185,914K: com.android.systemui (pid 13606)
107,294K: com.tencent.mm:appbrand0 (pid 5563)
101,526K: com.tencent.mm:toolsmp (pid 9287)
96,645K: com.miui.home (pid 15116 / activities)
...

// 以oom来划分，会详细列举所有的类别的进程
Total PSS by OOM adjustment:
411,619K: Native
62,553K: android.hardware.camera.provider@2.4-service (pid 730)
21,630K: logd (pid 579)
16,179K: surfaceflinger (pid 785)
...
272,029K: System
272,029K: system (pid 2272)
361,942K: Persistent
185,914K: com.android.systemui (pid 13606)
37,917K: com.android.phone (pid 2836)
23,510K: com.miui.contentcatcher (pid 3717)
...
36,142K: Persistent Service
36,142K: com.android.bluetooth (pid 26472)
101,198K: Foreground
72,743K: com.miui.securitycenter.remote (pid 4125)
28,455K: com.android.settings (pid 30919 / activities)
338,088K: Visible
96,645K: com.miui.home (pid 15116 / activities)
46,939K: com.miui.personalassistant (pid 31043)
36,491K: com.xiaomi.xmsf (pid 4197)
...
47,703K: Perceptible
17,826K: com.xiaomi.metoknlp (pid 4477)
10,748K: com.lbe.security.miui (pid 5097)
10,528K: com.xiaomi.location.fused (pid 4563)
8,601K: com.miui.mishare.connectivity (pid 4227)
13,088K: Perceptible Low
13,088K: com.miui.analytics (pid 19306)
234,043K: Backup
234,043K: com.tencent.mm (pid 13912 / activities)
22,028K: A Services
22,028K: com.miui.powerkeeper (pid 29762)
198,787K: Previous
33,375K: com.android.quicksearchbox (pid 31023)
23,278K: com.google.android.webview:sandboxed process0:org.chromium.content.app.SandboxedProcessService0:0 (pid 16154)
171,434K: B Services
45,962K: com.tencent.mm:push (pid 14095)
31,514K: com.tencent.mobileqq:MSF (pid 12051)
22,691K: com.xiaomi.mi connect service (pid 22821)
...
538,062K: Cached
107,294K: com.tencent.mm:appbrand0 (pid 5563)
101,526K: com.tencent.mm:toolsmp (pid 9287)
72,112K: com.tencent.mm:tools (pid 9187)
...

// 按内存的类别来进行划分
Total PSS by category:
692,040K: Native
328,722K: Dalvik
199,826K: .art mmap
129,981K: .oat mmap
126,624K: .dex mmap
124,509K: Unknown
92,666K: .so mmap
68,189K: Dalvik Other
53,491K: .apk mmap
44,104K: Gfx dev
28,099K: Other mmap
24,960K: .jar mmap
7,956K: Ashmem
3,700K: Stack
3,368K: Other dev
450K: .ttf mmap
4K: Cursor
0K: EGL mtrack
0K: GL mtrack
0K: Other mtrack

// 手机整体内存使用情况
Total RAM: 5,862,068K (status normal)
Free RAM: 3,794,646K (  538,062K cached pss + 3,189,244K cached kernel +         0K cached ion +    67,340K free)
Used RAM: 2,657,473K (2,208,101K used pss +   449,372K kernel)
Lost RAM:   487,987K
ZRAM:   219,996K physical used for   826,852K in swap (2,621,436K total swap)
Tuning: 256 (large 512), oom   322,560K, restore limit   107,520K (high-end-gfx)
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查看单个进程的内存信息，命令如下

adb shell dumpsys meminfo [pid | packageName]
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我们查看下微信的内存信息

$ adb shell dumpsys meminfo com.tencent.mm
Applications Memory Usage (in Kilobytes):
Uptime: 169473031 Realtime: 1466413783

** MEMINFO in pid 13912 [com.tencent.mm] **
Pss  Private  Private  SwapPss     Heap     Heap     Heap
Total    Dirty    Clean    Dirty     Size    Alloc     Free
------   ------   ------   ------   ------   ------   ------
Native Heap    51987    51924        0    61931   159044   139335    19708
Dalvik Heap    74302    74272        8     2633   209170   184594    24576
Dalvik Other    10136    10136        0      290
Stack       84       84        0        8
Ashmem        2        0        0        0
Gfx dev     8808     8808        0        0
Other dev      156        0      156        0
.so mmap     9984      984     7436     8493
.jar mmap     1428        0      560        0
.apk mmap     2942        0     1008        0
.ttf mmap     1221        0     1064        0
.dex mmap    31302       44    30004      528
.oat mmap     2688        0      232        0
.art mmap     2792     2352       40     3334
Other mmap     6932     2752      632        0
Unknown     4247     4232        4     7493
TOTAL   293721   155588    41144    84710   368214   323929    44284

App Summary
Pss(KB)
------
Java Heap:    76664
Native Heap:    51924
Code:    41332
Stack:       84
Graphics:     8808
Private Other:    17920
System:    96989

TOTAL:   293721       TOTAL SWAP PSS:    84710

Objects
Views:      623         ViewRootImpl:        1
AppContexts:        9           Activities:        1
Assets:       12        AssetManagers:        0
Local Binders:      198        Proxy Binders:      183
Parcel memory:       46         Parcel count:      185
Death Recipients:      125      OpenSSL Sockets:        1
WebViews:        0

SQL
MEMORY USED:      156
PAGECACHE OVERFLOW:       13          MALLOC SIZE:      117

DATABASES
pgsz     dbsz   Lookaside(b)          cache  Dbname
4       28             46       721/26/4  /data/user/0/com.tencent.mm/databases/Scheduler.db

Asset Allocations
: 409K
: 12K
: 1031K
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App Summary各项指标解读如下，通常我们需要重点关注Java Heap和Native Heap的大小，如果持续上升，有可能存在内存泄露。

属性	内存组成
Java Heap	Dalvik Heap的Private Dirty + .art mmap的Private Dirty&Private Clean
Native Heap	Native Heap的Private Dirty
Code	.so mmap + .jar mmap + .apk mmap + .ttf.mmap + .dex.mmap + .oat mmap的Private Dirty&Private Clean
Stack	Stack的Private Dirty
Graphics	Gfx dev + EGL mtrack + GL mtrack的Private Dirty&Private Clean

Objects中Views、Activities、AppContexts的异常可以判断有内存泄露，比如刚退出应用，查看Activites是否为0，如果不为0，则有Activity没有销毁。

3. Memory Profiler

Memory Profiler是 Android Profiler 中的一个组件，实时图表展示应用内存使用量，识别内存泄露和抖动，提供捕获堆转储，强制GC以及跟踪内存分配的能力。

Android Profiler官方文档

4. Leak Canary

非常好用的内存泄露检测工具，对于Activity/Fragment的内存泄露检测非常方便。

Square公司开源官网地址，原理后面单独分析。

5. MAT

MAT是Memory Analyzer tool的缩写，是一个非常全面的分析工具，使用相对复杂点。关于安装和配置有很多很好的文章结束，这里就不单独讲了，后面分析具体案例。

Android 内存优化篇 - 使用profile 和 MAT 工具进行内存泄漏检测

使用Android Studio和MAT进行内存泄漏分析

内存问题高效分析方法

接入LeakCanary，监控所有Activity和Fragment的释放，App所有功能跑一遍，观察是否有抓到内存泄露的地方，分析引用链找到并解决问题，如此反复，直到LeakCanary检查不到内存泄露。
adb shell dumpsys meminfo命令查看退出界面后Objects的Views和Activities数目，特别是退出App后数目为否为0。
打开Android Studio Memory Profiler，反复打开关闭页面多次，点击GC，如果内存没有恢复到之前的数值，则可能发生了内存泄露。再点击Profiler的垃圾桶图标旁的heap dump按钮查看当面内存堆栈情况，按包名找到当前测试的Activity，如果存在多份实例，则很可能发生了内存泄露。
对于可疑的页面dump出内存快照文件，转换后用MAT打开，针对性的分析。
观察Memory Profiler每个页面打开时的内存波峰和抖动情况，针对性分析。
开发者选项中打开“不保留后台活动”，App运行一段时间后退到后台，触发GC，dump内存快照。MAT分析静态内容是否有可以优化的地方，比如图片缓存、单例、内存缓存等。

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2021-06-21

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