孤舟蓑笠翁，独钓寒江雪

Android 性能优化工具篇 -- 内存查看和分析工具

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内存查看和分析工具汇总，并简单介绍一下procrank和dumpsys meminfo的用法

概述

在内存优化前我们有必要借助一些工具来查看我们的 APP 目前使用内存的状况，为我们内存优化指明方向。
Android 中关于的工具很多，参考下表。所以我们要灵活地选用我们需要的工具。在定位内存问题的过程中，推荐使用涵盖一定初步定位和定位能力的工具，可以让我们一步到位地剖析问题、提升效率。

工具 分析问题 能力 备注
top/procrank 内存占用过大，内存泄漏 发现
meminfo
dmabug_dump 分析ION内存
StrickMode Activity 内存泄漏 自动发现+初步定位
LeakCanary Activity 内存泄漏 自动发现+定位
Systrace GC导致的卡顿 发现
Memory Monitor/Memory Profiler 申请内存大小和时间 发现 Android Studio 3.0 采用全新的 Android Profiler 窗口取代 Android Monitor 工具。
HeapViewer 查看APP内存分配大小和空闲内存大小 发现
Allocation Tracker 申请内存次数过多和多大，辅助定位GC log发现的问题 发现+定位
Android Lint 内存优化建议 发现+定位
MAT 内存泄漏 发现+定位

getprop

我们可以使用 adb shell getprop |grep vm 来看 Android 虚拟机对内存的一些配置：

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[dalvik.vm.heapgrowthlimit]: [256m]
[dalvik.vm.heapsize]: [512m]

dalvik.vm.heapgrowthlimit 表示受控情况下每个进程可用的最大堆内存。dalvik.vm.heapsize 表示 设置了 android:largeHeap="true" 的应用可以使用的最大堆内存。

procrank

需要root权限才能运行

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bogon:TestSomething heqiang$ adb shell procrank
  PID       Vss      Rss      Pss      Uss  cmdline
18283  1730504K  375064K  263512K  247516K  com.android.browser
 3030  2947812K  412340K  166613K  110032K  system_server
 3224  2918272K  245324K  114479K   98196K  com.android.systemui
 3880  2676696K  232392K  113036K  105568K  com.meizu.safe
 5198  1976632K  201196K   85256K   44832K  com.tencent.mm
 7982  1916864K  182152K   79986K   75428K  com.android.mms
 ......
                           ------   ------  ------
                          2174242K  1731360K  TOTAL

 RAM: 5825640K total, 384368K free, 101036K buffers, 2805404K cached, 16472K shmem, 541972K slab

输出结果是按照 PSS 值从大到小进行排列的。

  • VSS：Virtual Set Size 虚拟耗用内存（包含共享库占用的内存）是单个进程全部可访问的地址空间
  • RSS：Resident Set Size 实际使用物理内存（包含共享库占用的内存）是单个进程实际占用的内存大小，对于单个共享库， 尽管无论多少个进程使用，实际该共享库只会被装入内存一次。
  • PSS：Proportional Set Size 实际使用的物理内存（比例分配共享库占用的内存）
  • USS：Unique Set Size 进程独自占用的物理内存（不包含共享库占用的内存）USS 是一个非常非常有用的数字， 因为它揭示了运行一个特定进程的真实的内存增量大小。如果进程被终止， USS 就是实际被返还给系统的内存大小。

USS 是针对某个进程开始有可疑内存泄露的情况，进行检测的最佳数字。怀疑某个程序有内存泄露可以查看这个值是否一直有增加。
这些内存指标都是包含 Java 内存和 Native 内存的。
一般来说内存占用大小有如下规律：VSS >= RSS >= PSS >= USS

showmap

adb shell showmap 查看一个进程的showmap，这对于我们来说非常有用，可以确定进程中哪些库占用内存比较多。

dumpsys meminfo

可以使用 adb shell dumpsys meminfo 来看系统内所有进程的内存使用情况：

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Applications Memory Usage (in Kilobytes):
Uptime: 3915314 Realtime: 3950084


Total RSS by process:
    524,336K: system (pid 1117)
    445,240K: com.android.systemui (pid 17043)
    ......
Total RSS by OOM adjustment:
  3,059,892K: Native
        179,708K: zygote64 (pid 760)
        159,160K: zygote (pid 761)
        ......
Total RSS by category:
  3,307,236K: .so mmap
  1,637,356K: Native
  1,605,492K: .jar mmap
  ......
Total PSS by process:
    288,965K: com.android.systemui (pid 17043)
    256,555K: system (pid 1117)
    ......
Total PSS by OOM adjustment:
    819,647K: Native
         79,490K: logd (pid 617)
         61,451K: android.hardware.camera.provider@2.4-service_64 (pid 896)
    .....
Total RAM: 7,791,836K (status normal)
 Free RAM: 3,359,799K (  209,011K cached pss + 2,498,404K cached kernel +   652,384K free)
      ION:   183,008K (   18,008K mapped +   165,000K unmapped +         0K pools)
 Used RAM: 4,059,695K (2,771,419K used pss + 1,288,276K kernel)
 Lost RAM:   372,330K
     ZRAM:        12K physical used for         0K in swap (4,194,300K total swap)
   Tuning: 256 (large 512), oom   322,560K, restore limit   107,520K (high-end-gfx)

ION:

我们可以使用下面的命令来查看某个进程使用内存的情况：

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adb shell dumpsys meminfo -a <进程名称>

输出结果：

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Applications Memory Usage (in Kilobytes):
Uptime: 638409159 Realtime: 1205461779

** MEMINFO in pid 8118 [com.android.hq.ganktoutiao] **
                   Pss      Pss   Shared  Private   Shared  Private  SwapPss     Heap     Heap     Heap
                 Total    Clean    Dirty    Dirty    Clean    Clean    Dirty     Size    Alloc     Free
                ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------
  Native Heap    18071        0      640    18004        0        0       18    29696    22848     6847
  Dalvik Heap     3992        0      196     3972        0        0       23     6443     3222     3221
 Dalvik Other     1600        0       16     1600        0        0        0                           
        Stack      120        0        0      120        0        0        0                           
       Ashmem        2        0        4        0        8        0        0                           
      Gfx dev    14500        0        0    11136        0     3364        0                           
    Other dev       19        0      108        0        0       16        0                           
     .so mmap     9349     6092     1072      420    14984     6092       31                           
    .jar mmap        8        0        0        8        0        0        0                           
    .apk mmap      227      100        0        0     1388      100        0                           
    .ttf mmap      258      192        0        0      188      192        0                           
    .dex mmap    11583     9716        0        4     8008     9716        0                           
    .oat mmap      379       80        0        0     2568       80        0                           
    .art mmap     5942      248      324     5344     5232      248        4                           
   Other mmap     2603        0       16        4     3076     1708        0                           
   EGL mtrack    27744        0        0    27744        0        0        0                           
    GL mtrack    28956        0        0    28956        0        0        0                           
      Unknown     1469        0      280     1420        0        0        4                           
        TOTAL   126902    16428     2656    98732    35452    21516       80    36139    26070    10068
 
 Dalvik Details
        .Heap     3528        0        0     3528        0        0        0                           
         .LOS      156        0        8      156        0        0       20                           
      .Zygote      236        0      188      216        0        0        3                           
   .NonMoving       72        0        0       72        0        0        0                           
 .LinearAlloc      320        0        0      320        0        0        0                           
          .GC       84        0       12       84        0        0        0                           
    .JITCache     1088        0        0     1088        0        0        0                           
 .IndirectRef      108        0        4      108        0        0        0                           
   .Boot vdex     8099     6236        0        0     8008     6236        0                           
     .App dex     1036     1032        0        4        0     1032        0                           
    .App vdex     2448     2448        0        0        0     2448        0                           
     .App art     1092        8        0     1084        0        8        0                           
    .Boot art     4850      240      324     4260     5232      240        4                           
 
 App Summary
                       Pss(KB)
                        ------
           Java Heap:     9564
         Native Heap:    18004
                Code:    16612
               Stack:      120
            Graphics:    71200
       Private Other:     4748
              System:     6654
 
               TOTAL:   126902       TOTAL SWAP PSS:       80
 
 Objects
               Views:      593         ViewRootImpl:        2
         AppContexts:        2           Activities:        1
              Assets:        4        AssetManagers:        3
       Local Binders:       17        Proxy Binders:       25
       Parcel memory:        5         Parcel count:       23
    Death Recipients:        3      OpenSSL Sockets:        1
            WebViews:        0
 
 Dalvik
         isLargeHeap:    false
 
 SQL
         MEMORY_USED:      165
  PAGECACHE_OVERFLOW:       24          MALLOC_SIZE:      117
 
 DATABASES
      pgsz     dbsz   Lookaside(b)          cache  Dbname
         4       24             59         2/17/3  /data/user/0/com.android.hq.ganktoutiao/databases/gank.db
 
 Asset Allocations
    zip:/data/app/com.android.hq.ganktoutiao-jidQh1vu54x_dgItu-668g==/base.apk:/assets/fonts/material-design-iconic-font-v2.2.0.ttf: 97K

现在对上面输出内容的各项指标来做个解释：

横轴指标：

  • Native Heap：Native 分配的内存，就是非 Java 代码分配的内存。不受Java Object Heap大小限制，但受限于系统内存。
  • Dalvik Heap：Java对象分配的占据内存。
  • Dalvik Other：类数据结构和索引占据内存
  • Stack：栈内存
  • Ashmem：匿名共享内存
  • Other dev：内部driver占用的内存
  • .so mmap：so库占用的内存
  • .apk mmap：apk占用的内存
  • .ttf mmap：ttf文件占用过的内存
  • .dex mmap：
  • .oat mmap：
  • .art mmap：
  • Other mmap
  • App Summary：
    • Java Heap：从 Java 或 Kotlin 代码分配的对象内存。
    • Native Heap：从 C 或 C++ 代码分配的对象内存。不受Java Object Heap大小限制，但受限于系统内存。当然如果 RAM 快耗尽，memory killer 就会杀进程释放 RAM。
    • Code：您的应用用于处理代码和资源（如 dex 字节码、已优化或已编译的 dex 码、.so 库和字体）的内存。
    • Stack：您的应用中的原生堆栈和 Java 堆栈使用的内存。 这通常与您的应用运行多少线程有关。
    • Graphics：图形缓冲区队列向屏幕显示像素（包括 GL 表面、GL 纹理等等）所使用的内存。 （请注意，这是与 CPU 共享的内存，不是 GPU 专用内存。）看代码中有没有直接调用opengl，如果没有可以忽略，那就主要是framework创建的。
    • Private Other
    • System

对于应用的内存，一般我们主要关注 App Summary 就行了。
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 malloc、C++ new 和 java new 所申请的空间都是 heap 空间， 其中 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。

Memory Profiler

Android 官方文档：使用 Memory Profiler 查看 Java 堆和内存分配

Mat

Android 性能优化工具篇 – MAT分析内存泄漏

参考

《Android 移动性能实战》