Android GC 那点事
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魔怪小姐
2021-04-24 18:16:30
本文主要探讨 Android 内存管理和垃圾回收（GC）机制的原理与应用。以解决魅族手机图片滑动卡顿问题为出发点，深入分析了 JVM 内存回收机制，包括回收算法、Dalvik 虚拟机的 Java 堆、GC 的类型、对象的分配与触发时机，以及 ART 运行时内存回收机制的差异。
### JVM 内存回收机制
#### 回收算法
1. **标记回收算法**：从根节点开始遍历，保留可达对象，其余视为垃圾回收。
2. **复制算法**：将内存空间分为两块，每次只使用其中一块，复制存活对象到未使用的内存块，清理原内存块。
3. **标记-压缩算法**：标记所有可达对象后，将存活对象压缩到内存一端，清理边界外空间。
4. **分代回收**：新生代使用复制算法，老生代使用标记-压缩算法。
#### 复制与标记-压缩算法的区别
复制算法用空间换时间，标记-压缩算法用时间换空间。复制算法不产生内存碎片，而标记-压缩算法可能产生碎片。
### Dalvik 虚拟机
#### Java堆
Java堆由 Active 堆和 Zygote 堆组成，Active 堆用于应用程序进程，Zygote 堆用于预加载对象。通过 Cow 策略避免对象复制。
#### GC 相关指标
关注 Java 堆的起始大小、最大值和增长上限值。通过-Xms、-Xmx 和 -XX:HeapGrowthLimit 控制这些值，确保堆内存合理利用。
### GC 的类型与时机
#### GC 类型
GC_FOR_MALLOC、GC_CONCURRENT 和 GC_BEFORE_OOM 在对象分配过程中触发。并发和非并发 GC 的主要区别在于非并发 GC 挂起非 GC 线程，而并发 GC 在挂起与唤醒非 GC 线程之间进行。
#### 对象分配与触发时机
轻量级内存分配失败时触发 GC。如果 GC 线程正在运行，则等待 GC 结束；否则执行 GCForMalloc。再次尝试分配后触发 GC_CONCURRENT。
### ART 内存回收机制
#### Java堆
ART 使用 Image Space、Zygote Space、Allocation Space 和 Large Object Space 管理内存，Large Object Space 用于高效分配大对象。
#### GC 类型与并发
ART 根据内存需求选择并发或非并发 GC，以提高响应性和内存管理效率。并发 GC 简化对象遍历并减少暂停时间。
### GC Log
GC Log 包括 GC 原因、释放内存量、堆状态、暂停时间和总时间等信息，帮助分析卡顿问题。
### 总结
Android 的 GC 机制包括多种算法和优化策略，旨在高效管理内存资源。通过理解 GC 的原理、指标和类型，开发者可以优化应用性能，减少卡顿现象。ART 运行时引入的并发 GC 策略进一步提高了 GC 效率和应用响应性。
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