Android进程的内存管理分析

首先，回顾一下基础知识，基础知识是理解系统机制的前提和关键：

1、  进程的地址空间

在32位操作系统中，进程的地址空间为0到4GB，

示意图如下：

这里主要说明一下Stack和Heap：

Stack空间（进栈和出栈）由操作系统控制，其中主要存储函数地址、函数参数、局部变量等等，所以Stack空间不需要很大，一般为几MB大小。

Heap空间的使用由程序员控制，程序员可以使用malloc、new、free、delete等函数调用来操作这片地址空间。Heap为程序完成各种复杂任务提供内存空间，所以空间比较大，一般为几百MB到几GB。正是因为Heap空间由程序员管理，所以容易出现使用不当导致严重问题。

2、进程内存空间和RAM之间的关系

进程的内存空间只是虚拟内存（或者叫作逻辑内存），而程序的运行需要的是实实在在的内存，即物理内存（RAM）。在必要时，操作系统会将程序运行中申请的内存（虚拟内存）映射到RAM，让进程能够使用物理内存。

RAM作为进程运行不可或缺的资源，对系统性能和稳定性有着决定性影响。另外，RAM的一部分被操作系统留作他用，比如显存等等，内存映射和显存等都是由操作系统控制，我们也不必过多地关注它，进程所操作的空间都是虚拟地址空间，无法直接操作RAM。

示意图如下：

3、  Android中的进程

（1）   native进程：采用C/C++实现，不包含dalvik实例的进程，/system/bin/目录下面的程序文件运行后都是以native进程形式存在的。如下图所示，/system/bin/surfaceflinger、/system/bin/rild、procrank等就是native进程。

（2）   java进程：Android中运行于dalvik虚拟机之上的进程。dalvik虚拟机的宿主进程由fork()系统调用创建，所以每一个java进程都是存在于一个native进程中，因此，java进程的内存分配比native进程复杂，因为进程中存在一个虚拟机实例。如下图，Android系统中的应用程序基本都是java进程，如桌面、电话、联系人、状态栏等等。

4、  Android中进程的堆内存

进程空间中的heap空间是我们需要重点关注的。heap空间完全由程序员控制，我们使用的malloc、C++ new和java new所申请的空间都是heap空间， C/C++申请的内存空间在native heap中，而java申请的内存空间则在dalvik heap中。

5、  Android的 java程序为什么容易出现OOM

这个是因为Android系统对dalvik的vm heapsize作了硬性限制，当java进程申请的java空间超过阈值时，就会抛出OOM异常（这个阈值可以是48M、24M、16M等，视机型而定），可以通过adb shell getprop | grep dalvik.vm.heapgrowthlimit查看此值。

也就是说，程序发生OMM并不表示RAM不足，而是因为程序申请的java heap对象超过了dalvik vm heapgrowthlimit。也就是说，在RAM充足的情况下，也可能发生OOM。

这样的设计似乎有些不合理，但是Google为什么这样做呢？这样设计的目的是为了让Android系统能同时让比较多的进程常驻内存，这样程序启动时就不用每次都重新加载到内存，能够给用户更快的响应。迫使每个应用程序使用较小的内存，移动设备非常有限的RAM就能使比较多的app常驻其中。但是有一些大型应用程序是无法忍受vm heapgrowthlimit的限制的，后面会介绍如何让自己的程序跳出vm heapgrowthlimit的限制。

6、  Android如何应对RAM不足

在第5点中提到：java程序发生OMM并不是表示RAM不足，如果RAM真的不足，会发生什么呢？这时Android的memory killer会起作用，当RAM所剩不多时，memory killer会杀死一些优先级比较低的进程来释放物理内存，让高优先级程序得到更多的内存。我们在分析log时，看到的进程被杀的log，如图5，往往就是属于这种情况。

7、  如何查看RAM使用情况

可以使用

查看RAM使用情况：

这里对其中的一些字段进行解释：

MemTotal：可以使用的RAM总和（小于实际RAM，操作系统预留了一部分）

MemFree：未使用的RAM

Cached：缓存（这个也是app可以申请到的内存）

HightTotal：RAM中地址高于860M的物理内存总和，只能被用户空间的程序使用。

HightFree：RAM中地址高于860M的未使用内存

LowTotal：RAM中内核和用户空间程序都可以使用的内存总和（对于512M的RAM: lowTotal= MemTotal）

LowFree: RAM中内核和用户空间程序未使用的内存（对于512M的RAM: lowFree = MemFree）

8、  如何查看进程的内存信息

(1)、使用

从下图可以看出，com.example.demo作为java进程有2个heap，native heap和dalvik heap，native heap size为159508KB，dalvik heap size为46147KB

（2）使用

查看进程内存信息

解释一些字段的意思：

VSS- Virtual Set Size 虚拟耗用内存（包含共享库占用的内存）

RSS- Resident Set Size 实际使用物理内存（包含共享库占用的内存）

PSS- Proportional Set Size 实际使用的物理内存（比例分配共享库占用的内存）

USS- Unique Set Size 进程独自占用的物理内存（不包含共享库占用的内存）

一般来说内存占用大小有如下规律：VSS >= RSS >= PSS >= USS

注意：procrank可以查看native进程和java进程，而dumpsys meminfo只能查看java进程。

9、  应用程序如何绕过dalvikvm heapsize的限制

对于一些大型的应用程序（比如游戏），内存使用会比较多，很容易超超出vm heapsize的限制，这时怎么保证程序不会因为OOM而崩溃呢？

（1）创建子进程

创建一个新的进程，那么我们就可以把一些对象分配到新进程的heap上了，从而达到一个应用程序使用更多的内存的目的，当然，创建子进程会增加系统开销，而且并不是所有应用程序都适合这样做，视需求而定。

创建子进程的方法：使用android:process标签

（2）使用jni在native heap上申请空间（推荐使用）

nativeheap的增长并不受dalvik vm heapsize的限制，从图6可以看出这一点，它的native heap size已经远远超过了dalvik heap size的限制。

只要RAM有剩余空间，程序员可以一直在native heap上申请空间，当然如果 RAM快耗尽，memory killer会杀进程释放RAM。大家使用一些软件时，有时候会闪退，就可能是软件在native层申请了比较多的内存导致的。比如，我就碰到过UC web在浏览内容比较多的网页时闪退，原因就是其native heap增长到比较大的值，占用了大量的RAM，被memory killer杀掉了。

（3）使用显存（操作系统预留RAM的一部分作为显存）

使用OpenGL textures等API，texture memory不受dalvik vm heapsize限制，这个我没有实践过。再比如Android中的GraphicBufferAllocator申请的内存就是显存。

10、Bitmap分配在native heap还是dalvik heap上？

答案是 Android 2.X 版本上，大部分都是在 native heap上面，dalvik heap上保存引用，因此才会在Android 文档上明确推荐手动调用 recycle 函数回收内存。从3.X版本开始，都在dalvik heap上开辟内存,因此也就没有上述的推荐调用了。

摘自 http://blog.csdn.net/gemmem/article/details/8920039