Android操作系统之内存回收策略

简介

Android操作系统中采用了Linux的内存管理机制，但是因为Android是一个移动设备的操作系统，而移动设备有限资源的特性决定了内存管理需要更加高效。

环境

Android操作系统中，每个应用程序拥有自己的虚拟机，也就是一个独立的运行环境。每个应用程序都可以理解为一个单独的进程（Process），该进程之间是相互独立的。这样设计的目的是为了保障各个应用程序之间的安全性和稳定性。

内存回收策略

低内存情况下的内存回收

Android操作系统中，当手机的内存不足时，系统会触发低内存回收策略。在这种情况下，系统会优先回收那些处于后台的应用程序，以释放更多的内存供正在使用的应用程序使用。当后台应用程序被回收后，其所有的资源和状态都会被清除。

进程优先级

因为Android操作系统中每个应用程序都是一个独立的进程，当内存不足时，系统也会根据进程的优先级，来判断是先回收哪些应用程序。

系统根据进程的运行情况和进程的重要性，给每个进程划分了一个相应的优先级，进程优先级共分为5个等级，如下所示：

• 前台进程：处于前台的应用程序，比如当前用户正在使用的应用程序。
• 可见进程：虽然用户没有直接操作该应用程序，但是该应用程序仍然处于用户能够感知到的状态，比如用户在使用另一个应用程序时，该应用程序的Notification在状态栏中显示。
• 服务进程：正在执行服务的进程。
• 后台进程：已经被暂停的应用程序，但是进程仍然在运行。
• 空进程：系统中没有任何运行组件的进程。

根据不同的进程优先级，系统会进行不同的内存回收操作。具体操作如下：

• 当内存不足时，系统会优先回收后台进程和空进程。
• 当内存紧张时，系统会回收后台进程、服务进程和可见进程。因为这些进程对于用户并没有直接的体验，所以对于终端用户而言，回收这些进程并不会对用户的体验产生较大的影响。
• 当内存非常紧张时，系统会回收所有的后台进程、服务进程和可见进程，甚至包括前台进程。因为内存不足，如果系统不进行全面回收，很容易导致系统奔溃。

单个应用程序的内存回收

在某个应用程序的内存使用过程中，如果应用程序使用的内存超出了系统分配给该应用程序的上限，系统会强制回收该应用程序的一些内存资源。

具体的回收策略如下：

• 从内存使用率最高的Activity开始回收。
• 回收该Activity的View中所绑定的资源。
• 回收该Activity中以后不会使用的对象所占用的资源。
• 如果以上三步回收后，还未达到系统规定的内存限制，系统会继续回收内存使用率第二高的Activity中所绑定的资源和内存空间。

对内存回收的建议

为了避免系统过度消耗内存，从而影响其他应用程序的运行效率和性能，给用户带来不好的体验，我们在应用程序的开发过程中，应该根据Android内存管理机制的特点，给出以下建议：

• 进行数据的及时回收，避免数据在内存中占据较大的空间。
• 采用懒加载机制，在需要的时候再去加载需要的资源和数据。
• 避免在Activity中创建过多的对象，应该尽量使用Application来创建共享资源。
• 降低Bitmap的分辨率，减少Bitmap占用内存的大小。
• 优化ListView的重用机制，在列表滚动时对不显示的Item进行回收和复用。
• 采用内存缓存机制，对常用资源进行缓存。

示例

下面是一段代码的示例，每隔1秒钟向ImageView中加载一张图片，当内存不足时，系统会强制回收资源。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private ImageView mImageView;

    private int[] mImageIds = {R.drawable.img1, R.drawable.img2, R.drawable.img3, R.drawable.img4};

    private int mCurrentIndex = 0;

    private Handler mHandler;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        mImageView = (ImageView) findViewById(R.id.image_view);

        mHandler = new Handler();

        mRunnable.run();
    }

    private Runnable mRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            mImageView.setImageResource(mImageIds[mCurrentIndex]);
            mCurrentIndex++;

            if (mCurrentIndex >= mImageIds.length) {
                mCurrentIndex = 0;
            }

            mHandler.postDelayed(mRunnable, 1000);
        }
    };
}

这段代码中，当内存不足时，系统会优先回收后台进程和空进程，如果系统内存仍不够用，则会回收该应用程序中最占用内存的Activity所绑定的资源。

结论

Android内存管理机制是非常重要的一部分，合理地使用内存管理机制可以有效地提高应用程序的性能和稳定性。为了避免系统过度消耗内存，从而影响其他应用程序的运行效率和性能，我们在应用程序的开发过程中，应该根据Android内存管理机制的特点，进行相应的优化，以提高应用程序的用户体验。