【性能】Android中的内存溢出（Out Of Memory，OOM）

1 JVM内存区域介绍

一般来说，应用创建时会给其分配一个虚拟机，应用的中几乎所有的数据都存储在虚拟机的内存区域，而虚拟机的内存区域又分为5大块，分别是：Java堆，方法区，程序计数器，虚拟机栈和本地方法栈，借用一张图：

• Java堆（Java Heap）
  Java堆数据线程共享区域，它在虚拟机启动时创建，是JVM中最大的一块内存区域。主要用于存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存，注意Java堆是垃圾回收的主要区域，因此很多地方也被称为GC堆。

• 方法区（Method Area）
  方法区属于线程共享区域，又称非堆（Non-Heap），主要用于存放被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，及时编译器编译后的代码数据。方法区中存在一个叫运行时常量池的区域，它主要存放的是编译器生成的各种字面量和符号引用，这些内容将在类加载后存放在运行时常量池中，以便后续使用。

• 程序计数器
  属于线程私有的数据区域，是很小的一块内存空间，主要代表当前线程所执行的字节码行号指示器。字节码解释工作时，通过改变程序计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令、分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。

• 虚拟机栈
  属于线程私有的数据区域，与线程同时创建，总数与线程数量相关，代表Java方法执行的内存模型。每个方法执行时都会创建一个栈帧来存储方法的变量表，操作数栈，动态链接方法，返回值，返回地址等信息。每个方法从调用到结束就对应于一个栈帧的入栈和出栈过程，如下：
  

• 本地方法栈
  本地方法栈属于线程私有的数据区域，这部分主要与虚拟机用到的 Native 方法相关，一般情况下，我们无需关心此区域。

2. OOM形成的原因

OOM形成的原因是无法申请到足够的内存空间

3. 造成OOM的有哪些

3.1 从JVM的角度

• Java堆
  我们知道，Java堆是用于存储对象实例的，当我们不停的new对象，然后保证new出来的对象到GC root之间有可达路径，则一段时间后，当Java堆达到了可用的最大容量后，且Java堆无法再进行扩展时，就会抛出OOM异常。而在android中，内存泄漏可能造成上述情况。内存泄漏是长生命周期持有短生命周期，导致短生命周期无法及时释放。所以解决内存泄漏有利于缓解OOM的问题。

• 虚拟机栈
  虚拟机栈存储的是栈帧，每个栈帧中存储着局部变量表，操作数栈、动态链接方法，返回值，返回地址等信息。如果采用固定大小的虚拟机栈，那么每个Java虚拟机栈容量在线程创建时独立选定，如果申请的虚拟机栈容量大于虚拟机允许的最大栈容量，则会抛出*Error异常；如果虚拟机栈可以动态扩展，则虚拟机扩展时申请的内存空间大于虚拟机栈最大允许的内存空间，则会抛出OutOfMemoryError。

• 方法区
  方法区属于线程共享区域，存储着被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量和及时编译器编译后生成的代码数据。当方法区无法满足内存需求时，这块内存也有可能抛出OutOfMemoryError异常。

• 本地方法栈
  和虚拟机栈类似，主要为虚拟机使用到的Native方法服务。也会抛出*Error 和OutOfMemoryError。

3.2 从具体使用角度

Android使用过程中造成的内存溢出可以归结几大类

• 内存泄漏导致的内存溢出
• 资源使用不合理导致的内存溢出

下面来具体说明以上两点

3.2.1 内存泄漏导致的内存溢出

我们都知道，内存泄漏的原因是长生命周期持有短生命周期的对象，导致短生命周期对象无法被及时回收。再说具体点，就是应该被回收的对象因为被强引用导致到GC root之间有可达路径，因此不能被回收。所以内存泄漏可能导致Java堆内存一直无法释放，最终程序无法申请到足够的堆内存来存储新创建的对象，导致OutOfMemoryError异常。所以，这部分主要关注的是内存泄漏，解决或避免了内存泄漏，将大大减少内存溢出的概率，而内存泄漏包括：

（1）单例造成的内存泄漏
我们一般用单例模式来对类的对象进行控制，使其全局仅有一个对象。但是，有时候单例模式创建对象时，对象并不是都是无参的，有时需要注入对象类型参数，而且对象内部可能还要初始化一些其它的对象类型。因为单例创建的对象是静态的，与Application的生命周期一样长，导致了单例里面的对象可能一直无法得到释放，这样，就可能导致内存泄漏问题。以下是双重校验单例示例：

public class SingletonTest {
	private volatile static SingletonTest singleton;
	private Bean bean;
	//省略

	private SingletoTest(A a,B b){
		C c = new C();
		D d = getXXXD();
		//省略
	}

	public SingletonTest getInstance(){
		if(singleton == null){
			synchronized(this){
				if(singleton == null){
					singleton = new SingletonTest(a,b);
				}
			}
		}
		return singleton;
	}
	
}

可以从上面看到，在单例模式的类SingletonTest的对象是静态的，也就是说，它内部所有强引用的对象在SingletonTest对象没有被销毁时是无法被回收的，导致了其它对象无法及时被回收，从而导致了内存泄漏。单例造成的内存泄漏并不仅仅是传入context时可能造成内存泄漏，而如果单例需要传入Context对象，应该使用Application的Context。所以需要谨慎使用单例模式。

（2）非静态内部类实例化为一个静态的对象
非静态内部类隐性持有外部类的对象，如果将内部类实例化为一个静态对象，那么它将与Application拥有一样长的生命周期，如果外部类需要销毁，由于内部类持有该类的引用，所以无法销毁，从而造成内存泄漏

public class MyActivity extends Activity{
    private static InnerClass innerclass = new InnerClass();
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
        super.onCreate(saveInstanceState);
        
    }
    private class InnerClass{
    }
}

（3） Handler/Runnable造成的内存泄漏
Handler是一个非静态内部类，它隐性地持有外部类的对象。如果外部类需要结束，但消息队列中还有消息未处理完，则Handler不会释放外部类的对象，从而造成内存泄漏，代码示例如下：

Handler handler = new Handler(){
    public void handleMessage(Message msg){
        super.handleMessage(msg);
    }
};

解决方法：

• 将Handler/Runnable改为静态的，如果是Handler，则在onDestroy中调用removeCallbackAndMessage(null)方法。
• 如果Handler/Runnable持有外部类的对象，则应该改成弱引用。

（4）资源未关闭造成的内存泄漏
如使用流资源，比如InputStream，Database等，还有就是BroadcastReceiver未取消注册等。
（5）静态集合类的使用导致内存泄漏
有时候会需要使用集合类，如ArrayList，HashMap等，用集合类来存储对象，如果集合类被声明是静态的，且使用完集合类后没有进行清除，可能导致内存泄漏。

3.2.2 资源使用不合理导致内存溢出

（1）使用大图
有时候使用背景图或其它图片资源时，选用图片大小不合理，往往超出了实际控件的大小，这时我们就需要选择合适的图片尺寸和图片分辨率，来避免不必要的内存消耗。
（2）Bitmap等对象类型没有复用
复用对象类型也可以有效减少内存的占用，如Bitmap，Bitmap是一个很消耗内存的一个对象，减少创建出来的Bitmap占用的内存很重要，方法有：

• inSimpleSize：缩放比例，在图片载入内存之前，我们需要选择合适的尺寸，避免不必要的内存占用
• decode format：解码格式，选择ARGB_8888/RBG_565/ARGB_4444/ALPHA_8，存在很大差异。
  本人一般选择使用第三方图片加载库。还有一个就是复用Message，Message是以消息池的方式管理消息的，它是一个链表结构。可以通过Message.obtain方法获取消息池中的Message对象从而达到复用。

（3）可以考虑复用系统自带资源
可以考虑复用系统自带资源，如图片、布局、尺寸、颜色、动画、属性等。
（4）避免在Android内随意使用枚举（Enum）
枚举类型编译后会生成一个枚举类，枚举类型里面每个参数都是一个对象，而且它编译后还会生成一个数组类型，占用空间内存比较大。
（5）ListView/GridView等未复用ConvertView布局
ListView/GridView等列表布局，多数情况下其Item项的布局都是重复的，这时，我们应该考虑复用这些布局，而不是每次加载就去创建。
（6）避免在onDraw里面创建对象
类似onDraw这种频繁调用的方法，要避免在里面创建对象。

参考文章

1. 虚拟机栈—JVM(五)
2. 全面理解Java内存模型(JMM)及volatile关键字

本文地址：https://blog.csdn.net/u013293125/article/details/107119809