探索 Android 内存优化方法 _Android

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前言
这篇文章的内容是我回顾和再学习 Android 内存优化的过程中整理出来的，整理的目的是让我自己对 Android 内存优化相关知识的认识更全面一些，分享的目的是希望大家也能从这些知识中得到一些启发。
Android 应用运行在 Dalvik 虚拟机上，而 Dalvik 虚拟机是基于 JVM 优化而来的，因此只有了解了 JAVA 的内存管理机制，才能更好地理解 Android 的内存管理机制，如果你对这一块还不熟悉的话，可以看我的上一篇文章探索 Java 内存管理机制。
本文的内容可分为两部分，第一部分讲的是 Android 内存管理机制相关的一些知识，第二部分讲的是内存问题的解决与内存优化方法，大家可以根据自己的需要选择性地阅读。
1. 为什么要做内存优化？
内存优化就是对内存问题的一个预防和解决，做内存优化能让应用挂得少、活得好和活得久。

挂得少 “挂”指的是 Crash ，假如一个满分的应用是 100 分，那么一个会 Crash 的应用在用户心里会扣掉 90 分。就像是我们在一家店吃到了一盘很难吃的小龙虾，哪怕别人说这家店再好吃，我们以后都不想吃这家店了。导致 Android 应用 Crash 的原因有很多种，而做内存优化就能让我们的应用避免由内存问题引起的 Crash 。内存问题导致 Crash 的具体表现就是内存溢出异常 OOM ，引起 OOM 的原因有多种，在后面我会对它们做一个更详细的介绍。
活得好活得好指的是使用流畅， Android 中造成界面卡顿的原因有很多种，其中一种就是由内存问题引起的。内存问题之所以会影响到界面流畅度，是因为垃圾回收（GC ， Garbage Collection），在 GC 时，所有线程都要停止，包括主线程，当 GC 和绘制界面的操作同时触发时，绘制的执行就会被搁置，导致掉帧，也就是界面卡顿。关于 GC 的更多介绍，可以看我的上一篇文章。
活得久活得久指的是我们的应用在后台运行时不会被干掉。Android 会按照特定的机制清理进程，清理进程时优先会考虑清理后台进程。清理进程的机制就是低杀，关于低杀在后面会有更详细的介绍。假如现在有个用户小张想在我们的电商应用买一个商品，千辛万苦挑到了一个自己喜欢的商品后，当他准备购买时，小张的老婆叫他去给孩子换尿布，等小张再打开应用时，发现商品页已经被关闭了，也就是应用被干掉了，这时小张又想起了孩子的奶粉钱，可能就放弃这次购买了。用户在移动设备上使用应用的过程中被打断是很常见的，如果我们的应用不能活到用户回来的时候，要用户再次进行操作的体验就会很差。

2. 什么是 Dalvik？
要了解 Android 应用的内存管理机制，就要了解承载着 Android 应用的虚拟机 Dalvik ，虽然 Android 现在是使用的 ART 来承载应用的执行，但是 ART 也是基于 Dalvik 优化而来的。
Dalvik 是 Dalvik Virtual machine（Dalvik 虚拟机）的简称，是 Android 平台的核心组成部分之一， Dalvik 与 JVM 的区别有如下几个。
2.1 Dalvik 与 JVM 的区别

架构 JVM 是基于栈的，也就是需要在栈中读取数据，所需的指令会更多，这样会导致速度慢，不适合性能优先的移动设备。Dalvik 是基于寄存器的，指令更紧凑和简洁。由于显式指定了操作数，所以基于寄存器的指令会比基于栈的指令要大，但是由于指令数的减少，总的代码数不会增加多少。
执行代码不同在 Java SE 程序中， Java 类会被编译成一个或多个 .class 文件，然后打包成 jar 文件， JVM 会通过对应的 .class 文件和 jar 文件获取对应的字节码。而 Dalvik 会用 dx 工具将所有的 .class 文件转换为一个 .dex 文件，然后会从该 .dex 文件读取指令和数据。