内存优化

1.内存溢出 out of memory
是指程序在申请内存时,没有足够的内存空间供其使用,出现out of memory;比如申请了一个integer,但给它存了long才能存下的数,那就是内存溢出
2.内存泄漏 memory leak
是指程序在申请内存后,无法释放已申请的内存空间,一次内存泄露危害可以忽略,但内存泄露堆积后果很严重,无论多少内存,都会被占光。Memory Leak会最终会导致Out of Memory。

常见的内存泄漏分为4类:

  1. 常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到,每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。
  2. 偶发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境,偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。
  3. 一次性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只会被执行一次,或者由于算法上的缺陷,导致总会有一块仅且一块内存发生泄漏。比如,在类的构造函数中分配内存,在析构函数中却没有释放该内存,所以内存泄漏只会发生一次。
  4. 隐式内存泄漏。程序在运行过程中不停的分配内存,但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏,因为最终程序释放了所有申请的内存。但是对于一个服务器程序,需要运行几天,几周甚至几个月,不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以,我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。
各个引用之间的对比图

防止内存泄漏的主要方法是“引用”
对象的引用主要分为4个级别的:
强引用:GC一般不会回收具有强引用的对象。

java中的引用,类似于C++的指针。通过引用,可以对堆中的对象进行操作。在某个函数中,当创建了一个对象,该对象被分配在堆中,通过这个对象的引用才能对这个对象进行操作。


声明一个强引用

假设以上代码是在方法内运行的,那么局部变量str将被分配在栈空间上,而对象StringBuffer实例,被分配在堆空间中。局部变量str指向StringBuffer实例所在的堆空间,通过str可以操作该实例,那么str就是StringBuffer的引用。


内存分配

此时,运行一个赋值语句:
对象持有多个强引用

那么,str所指向的对象也将被str1所指向,同时在局部栈空间上会分配空间存放str1变量。此时,该StringBuffer实例就有两个引用。对引用的”==”操作用于表示两个操作数所指向的堆空间地址是否相同,不表示两个操作数所指向的对象是否相等。


多个强引用

强引用特点:
强引用可以直接访问目标对象。
强引用所指向的对象在任何时候都不会被系统回收。JVM宁愿抛出OOM异常,也不会回收强引用所指向的对象。
强引用可能导致内存泄露。

软引用:如果一个对象只具有软引用,那么如果内存空间足够,GC就不会回收它;如果内存空间不足了,就会回收这些对象的内存。 软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

软引用是除了强引用外,最强的引用类型。可以通过java.lang.ref.SoftReference使用软引用。一个持有软引用的对象,不会被JVM很快回收,JVM会根据当前堆的使用情况来判断何时回收。当堆的使用率临近阈值时,才会回收软引用的对象。 看下我工作中使用到软引用的场景,加载一个1080x1920分辨率的图,约900多K, 对于我们来说,这个图已是非常大了。


软引用示例

首先通过BitmapFactory.decodeStream构造一个大图bitmap
然后把这个bitmap转成Drawble类型,构成强引用。
接着使用SoftReference构造这个drawable对象的软引用drawables.
最后通过软引用的get()方法,取得drawable对象实例的强引用,发现对象被未回收。在GC在内存充足的情况下,不会回收软引用对象。

在实际中,一起请求很多相关图片,从网络,这时就会请求非常多的内存空间,导致内存吃紧,系统开始会GC。这次GC后,drawables.get()不再返回Drawable对象,而是返回null,这时屏幕上背景图不显示,说明在系统内存紧张的情况下,软引用被回收。

使用软引用以后,在OutOfMemory异常发生之前,这些缓存的图片资源的内存空间可以被释放掉的,从而避免内存达到上限,避免Crash发生。

需要注意的是,在垃圾回收器对这个Java对象回收前,SoftReference类所提供的get方法会返回Java对象的强引用,一旦垃圾线程回收该Java对象之后,get方法将返回null。所以在获取软引用对象的代码中,一定要判断是否为null,以免出现NullPointerException异常导致应用崩溃。

到底什么时候使用软引用,什么时候使用弱引用呢?
个人认为,如果只是想避免OutOfMemory异常的发生,则可以使用软引用。如果对于应用的性能更在意,想尽快回收一些占用内存比较大的对象,则可以使用弱引用。
还有就是可以根据对象是否经常使用来判断。如果该对象可能会经常使用的,就尽量用软引用。如果该对象不被使用的可能性更大些,就可以用弱引用。
另外,和弱引用功能类似的是WeakHashMap。WeakHashMap对于一个给定的key,其映射的存在并不阻止垃圾回收器对该键的回收,回收以后,其条目从映射中有效地移除。WeakHashMap使用ReferenceQueue实现的这种机制。

弱引用:如果一个对象只具有弱引用,那么在垃圾回收器线程扫描的过程中,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存。不过,由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程,因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

弱引用是一种比软引用较弱的引用类型。在系统GC时,只要发现弱引用,不管系统堆空间是否足够,都会将对象进行回收。但是,由于垃圾回收器的线程通常优先级很低,因此,并一不定能很快的发现持有弱引用的对象。这种情况下,弱引用对象可以存在较长的一段时间。一旦一个弱引用对象被垃圾回收器回收,便会加入到一个注册引用队列中。 看一个工作中实例:播放器的播放Panel,是一个View,就是在视频播放时,可以show、hide, 也可以拖拽进度条之类,还有上面的音量,亮度调节等。这样一个view,我们用弱引用,因为在视频播放过程中,不论硬解还是软解,都将占用大量内存。保证视频的渲染效果。 在VideoControllerView.java 有如下一段代码:


弱应用示例

在GC之前,弱引用对象并未被垃圾回收器发现,因此通过mView.get()方法可以取得对应的强引用。但是只要进行垃圾回收,弱引用对象一旦被发现,便会立即被回收,并加入注册引用队列中。此时,再次通过mView.get()方法取得强引用就会失败。
注意:软引用,弱引用都非常适合来保存那些可有可无的缓存数据。如果这样做,当系统内存不足时,这些缓存数据会被回收,不会导致内存溢出。而当内存资源充足时,这些缓存数据又可以存在相当长的时间。

虚引用:一个持有虚引用的对象,和没有引用几乎是一样的,随时都可能被垃圾回收器回收。

虚引用是所有引用类型中最弱的一个。一个持有虚引用的对象,和没有引用几乎是一样的,随时都可能被垃圾回收器回收。当试图通过虚引用的get()方法取得强引用时,总是会失败。并且,虚引用必须和引用队列一起使用,它的作用在于跟踪垃圾回收过程。
当垃圾回收器准备回收一个对象时,如果发现它还有虚引用,就会在垃圾回收后,销毁这个对象,奖这个虚引用加入引用队列。
实际中几乎没用,暂不介绍。

在java.lang.ref包中提供了几个类:SoftReference类、WeakReference类和PhantomReference类,它们分别代表软引用、弱引用和虚引用。

ReferenceQueue类表示引用队列,它可以和这三种引用类联合使用,以便跟踪Java虚拟机回收所引用的对象的活动。

软引用举例 1
软引用举例 2
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