Android性能测试——内存

性能测试

Android性能测试——内存

内存

通常情况下我们说的内存都是指手机的RAM，RAM主要包括：

  • 寄存器：速度最快的存储
  • 栈（stack）：在jvm中栈用来存储一些对象的引用、局部变量以及计算过程的中间数据，在方法退出后那么这些变量也会被销毁。它的存储比堆快得多，只比CPU里的寄存器慢
  • 堆（Heap）：用来存储程序中的一些对象，比如你用new关键字创建的对象，它就会被存储在堆内存中，但是这个对象在堆内存中的首地址会存储在栈中；堆中分配的内存，由java虚拟机自动垃圾回收器（GC）来管理。
    关于GC的，记得之前稍微记过点JVM内存性能问题定位
  • … …

Dalvik和JVM

Davlik虚拟机（DVM）是Android系统在java虚拟机（JVM）基础上优化得到的，DVM是基于寄存器的，而JVM是基于栈的，由于寄存器更高效，DVM性能相比JVM要好一点。

Android中进程的堆内存

RAM作为进程运行不可或缺的资源，对Android系统性能和稳定性有着决定性影响，RAM的一部分被操作系统留作他用，比如显存等等，当然这个程序员无法干预，我们也不必过多地关注它。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。

Android的java程序为什么容易OOM

这个是因为Android系统对dalvik的vmheapsize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 vmheapgrowthlimit。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vmheapgrowthlimit的限制的

实际上dalvik.vm.heapgrowthlimit和dalvik.vm.heapsize都是java虚拟机的最大内存限制，应用如果不想在dalvikheap达到heapgrowthlimit限制的时候出现OOM，需要在Manifest中的application标签中声明android:largeHeap=“true”，声明后应用dalvik heap达到heapsize的时候才会出现OOM

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{lamb} adb shell getprop | grep dalvik.vm.heapgrowthlimit
[dalvik.vm.heapgrowthlimit]: [192m]

{lamb} adb shell getprop | grep dalvik.vm.heapsize
[dalvik.vm.heapsize]: [512m]

Android内存采集

dumpsys

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{lamb} adb shell dumpsys meminfo com.kuaikan.comic                                                                 
Applications Memory Usage (in Kilobytes):                                                                          
Uptime: 467997959 Realtime: 2137774428                                                                             
** MEMINFO in pid 15956 [com.kuaikan.comic] **                                                                     
                   Pss  Private  Private  SwapPss     Heap     Heap     Heap                                       
                 Total    Dirty    Clean    Dirty     Size    Alloc     Free                                       
                ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------                                       
  Native Heap    98778    98668       64      406   127872   120081     7790                                       
  Dalvik Heap     8247     8204       24       52    20111     7823    12288                                       
 Dalvik Other     2505     2496        4        2                                                                  
        Stack     2464     2464        0        0  
       Ashmem      258      256        0        0   
      Gfx dev    24048    23372      676        0  
    Other dev       45        8       28        0  
     .so mmap     4157     2036      716       26  
    .jar mmap        8        8        0        0  
    .apk mmap     9900     9676      160        0  
    .dex mmap    20863    17524     2380        0  
    .oat mmap     2731        0      384        0  
    .art mmap     8290     6736      148       12   
   Other mmap       29        4        0        0                                                                  
   EGL mtrack    38636    38636        0        0                                                                  
    GL mtrack     5480     5480        0        0   
      Unknown     6031     6016        0        3  
        TOTAL   232971   221584     4584      501   147983   127904    20078  
 App Summary                                                                                                       
                       Pss(KB)   
                        ------    
           Java Heap:    15088   
         Native Heap:    98668    
                Code:    32884   
               Stack:     2464    
            Graphics:    68164   
       Private Other:     8900   
              System:     6803     
               TOTAL:   232971       TOTAL SWAP PSS:      501   
 Objects                                                                                                           
               Views:      927         ViewRootImpl:        2  
         AppContexts:       11           Activities:        1   
              Assets:        8        AssetManagers:        5    
       Local Binders:       89        Proxy Binders:       42    
       Parcel memory:       56         Parcel count:      226   
    Death Recipients:        5      OpenSSL Sockets:       10  
            WebViews:        0       
 SQL                                                                                                               
         MEMORY_USED:     3886    
  PAGECACHE_OVERFLOW:     1026          MALLOC_SIZE:      309
 DATABASES                                                                                                      
      pgsz     dbsz   Lookaside(b)          cache  Dbname 
         4       52            109       54/31/17  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/bugly_db_    
         4      100             76        83/57/9  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/kkmh-room.db      
         4       12                         0/0/0    (attached) temp   
         4      100            109      147/26/14  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/kkmh-room.db (1)       
         4       20             24         1/16/2  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/ThrowalbeLog.db        
         4      564             88       52/43/25  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/kkmh.db    
         4       20            109      185/24/10  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/btechainh.db           
         4       20             45         6/19/5  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/sharesdk.db            
         4       20             52        23/24/6  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/aa_in_techain.db       
         4       36             92      106/41/25  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/techain_d.db           
         4       52             47         2/17/3  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/volcano_ac_techain.db  
         4       20             29         1/16/2  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/tracker.db   
         4       60             97         3/21/5  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/tes_db     
         4       16             52        12/17/5  /storage/emulated/0/Mob/comm/dbs/.dh 
         4       20             65        16/19/5  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/x24_techain_typhoon.db 
         4       76             38        54/17/3  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/com.kuaikan.comic      
         4       28             50         5/18/4  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/tcyrtsdb.db            
         4       44             80        10/21/7  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/beacon_tbs_db   
         4       20             26         1/16/2  /data/user/0/com.kuaikan.comic/databases/kk-push 
 Asset Allocations                                                                            
    zip:/data/user/0/com.tencent.mm/app_tbs/core_share/res.apk:/resources.arsc: 97K

字段含义

  • 私有内存(Dirty and Clean)
    进程独占内存。也就是进程销毁时可以回收的内存容量。通常private Dirty内存是最重要的部分，因为只被自己进程使用。Dirty内存是已经被修改的内存页，因此必须常驻内存（因为没有swap）；Clean内存是已经映射持久文件使用的内存页（例如正在被执行的代码），因此一段时间不使用的话就可以置换出去。

  • 实际使用内存(PSS)
    将跨进程共享页也加入进来， 进行按比例计算PSS。这样能够比较准确的表示进程占用的实际物理内存

  • Native Heap Alloc
    JNI层的内存分配

  • Dalvik Heap Alloc
    Java层的内存分配

这两个值一直增长，应用程序可能出现了内存泄漏

测试Android内存

1. monkey压力测试

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adb shell monkey -p com.kuaikan.comic --ignore-crashes --ignore-timeouts --ignore-security-exceptions  --ignore-native-crashes --pct-touch 70 --pct-motion 25 --pct-majornav 5 -v -v -v --throttle 300 100000

2. adb shell dumpsys meminfo监控内存

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adb shell dumpsys meminfo com.kuaikan.comic

如发现内存过大，保存HPROF文件

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adb shell am dumpheap com.kuaikan.comic /data/local/tmp/1.hprof

3. 格式化
D:\dev\android\android-sdk-windows\platform-tools下有个hprof-conv.exe工具

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hprof-conv 1.hprof 2.hprof

4. 用MAT分析
MAT度娘盘地址（提取码：jidc）

扩展知识

Android沙盒

由于Android是建立在Linux系统之上的，所以Android系统继承了Linux的 类Unix继承进程隔离机制与最小权限原则，并且在原有Linux的进程管理基础上对UID的使用做了改进，形成了Android应用的”沙箱“机制。

普通的Linux中启动的应用通常和登陆用户相关联，同一用户的UID相同。但是Android中给不同的应用都赋予了不同的UID，这样不同的应用将不能相互访问资源。对应用而言，这样会更加封闭，安全。

在Android系统中，应用（通常）都在一个独立的沙箱中运行，即每一个Android应用程序都在它自己的进程中运行，都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。Dalvik经过优化，允许在有限的内存中同时高效地运行多个虚拟机的实例，并且每一个Dalvik应用作为一个独立的Linux进程执行。Android这种基于Linux的进程“沙箱”机制，是整个安全设计的基础之一。

简单点说就是在Android的世界中每一个应用相当与一个Linux中的用户，他们相互独立，不能相互共享与访问，（这也就解释了Android系统中为什么需要进程间通信），正是由于沙盒机制的存在最大程度的保护了应用之间的安全，但是也带来了每一个应用所分配的内存大小是有限制的问题。

获取当前页面activity

通过adb shell dumpsys window |findstr mCurrent，捕获当前页面的activity
通过adb shell dumpsys activity|findstr "realActivity", 捕获到当前页面的activity

频繁GC的可能原因

  1. Memory Churn（内存抖动），内存抖动是因为大量的对象被创建又在短时间内马上被释放

  2. 瞬间产生大量的对象会严重占用Young Generation的内存区域，当达到阀值，剩余空间不够的时候，也会触发GC。即使每次分配的对象占用了很少的内存，但是他们叠加在一起会增加 Heap的压力，从而触发更多其他类型的GC。这个操作有可能会影响到帧率，并使得用户感知到性能问题。

优秀Android博客

Android性能优化-详解内存优化来龙去脉
Android性能优化&内存篇
一份详细&全面内存优化指南

以上，完~

本文标题:Android性能测试——内存

文章作者:Kyle

发布时间:2019-04-18, 05:06:22

最后更新:2020-12-21, 14:39:13

原始链接:https://spindriftks.github.io/2019/04/18/Android%E6%80%A7%E8%83%BD%E6%B5%8B%E8%AF%95%E2%80%94%E2%80%94%E5%86%85%E5%AD%98/

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文章目录
  1. 内存
  2. Dalvik和JVM
  3. Android中进程的堆内存
  4. Android的java程序为什么容易OOM
  5. Android内存采集
    1. 字段含义
  6. 测试Android内存
  7. 扩展知识
    1. Android沙盒
    2. 获取当前页面activity
    3. 频繁GC的可能原因
  8. 优秀Android博客
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