整理下Android内存优化常用的几种工具，top命令、adb shell dumpsys meminfo、Memory Profiler、LeakCanary、MAT
1. top
top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况。
查看top命令的用法
$ adb shell top --help
usage: top [-Hbq] [-k FIELD,] [-o FIELD,] [-s SORT] [-n NUMBER] [-m LINES] [-d SECONDS] [-p PID,] [-u USER,]
Show process activity in real time.
-H Show threads
-k Fallback sort FIELDS (default -S,-%CPU,-ETIME,-PID)
-o Show FIELDS (def PID,USER,PR,NI,VIRT,RES,SHR,S,%CPU,%MEM,TIME+,CMDLINE)
-O Add FIELDS (replacing PR,NI,VIRT,RES,SHR,S from default)
-s Sort by field number (1-X, default 9)
-b Batch mode (no tty)
-d Delay SECONDS between each cycle (default 3)
-m Maximum number of tasks to show
-n Exit after NUMBER iterations
-p Show these PIDs
-u Show these USERs
-q Quiet (no header lines)
Cursor LEFT/RIGHT to change sort, UP/DOWN move list, space to force
update, R to reverse sort, Q to exit.
复制代码
使用top命令显示一次进程信息，以便讲解进程信息中各字段的含义
^[[41;173RTasks: 754 total, 1 running, 753 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Mem: 5.5G total, 5.4G used, 165M free, 76M buffers
Swap: 2.5G total, 789M used, 1.7G free, 2.4G cached
800%cpu 100%user 3%nice 54%sys 641%idle 0%iow 3%irq 0%sirq 0%host
PID USER PR NI VIRT RES SHR S[%CPU] %MEM TIME+ ARGS
15962 u0_a894 10 -10 6.6G 187M 76M S 75.6 3.2 8:16.55 asia.bluepay.cl+
785 system -2 -8 325M 13M 7.6M S 29.7 0.2 84:03.91 surfaceflinger
25255 shell 20 0 35M 2.7M 1.6M R 21.6 0.0 0:00.16 top -n 1
739 system -3 -8 177M 3.6M 2.2M S 10.8 0.0 16:00.36 android.hardwar+
16154 u0_i9086 10 -10 1.3G 40M 19M S 5.4 0.6 0:46.18 com.google.andr+
13912 u0_a87 20 0 17G 197M 86M S 5.4 3.4 23:56.88 com.tencent.mm
24789 root RT -2 0 0 0 D 2.7 0.0 0:01.36 [mdss_fb0]
24704 root 20 0 0 0 0 S 2.7 0.0 0:01.20 [kworker/u16:12]
20096 u0_a94 30 10 6.1G 137M 53M S 2.7 2.3 0:31.45 com.xiaomi.mark+
2272 system 18 -2 8.7G 407M 267M S 2.7 7.1 191:11.32 system_server
744 system RT 0 1.3G 1.6M 1.4M S 2.7 0.0 72:22.41 android.hardwar+
442 root RT 0 0 0 0 S 2.7 0.0 5:59.68 [cfinteractive]
291 root -3 0 0 0 0 S 2.7 0.0 5:00.17 [kgsl_worker_th+
10 root 20 0 0 0 0 S 2.7 0.0 1:55.84 [rcuop/0]
7 root 20 0 0 0 0 S 2.7 0.0 2:46.82 [rcu_preempt]
25186 shell 20 0 34M 1.9M 1.4M S 0.0 0.0 0:00.71 logcat -v long +
25181 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 [kworker/2:3]
25137 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 [kworker/1:3]
25118 system 20 0 5.2G 83M 54M S 0.0 1.4 0:01.05 com.android.set+
24946 u0_a57 20 0 5.1G 60M 37M S 0.0 1.0 0:00.82 com.xiaomi.acco+
复制代码
第 1 行：进程信息
- 总共(total)：754个
- 运行中(running)状态：1个
- 休眠(sleeping)状态：753个
- 停止(stopped)状态：0个
- 僵尸(zombie)状态：0个
第 2 行：内存信息
- 5.5G total：物理内存总量
- 5.4G used：使用中的内存量
- 165M free：空闲内存量
- 76M buffers： 缓存的内存量
第 3 行：Swap分区信息
- 2.5G total：交换区总量
- 789M used：使用的交换区大小
- 1.7G free：空闲交换区大小
- 2.4G cached：缓冲的交换区大小
内存监控时，可以监控swap交换分区的used，如果这个数值在不断的变化，说明内核在不断进行内存和swap的数据交换，这是内存不够用了。
第 4 行：CPU信息
- 800%cpu：8核cpu
- 100%user：用户进程使用CPU占比
- 3%nice：优先值为负的进程占比
- 54%sys：内核进程使用CPU占比
- 641%idle：除IO等待时间以外的其它等待时间占比
- 0%iow：IO等待时间占比
- 3%irq：硬中断时间占比
- 0%sirq：软中断时间占比
第 5 行及以下：各进程的状态监控
- PID：进程id
- USER：进程所属用户
- PR：进程优先级
- NI：nice值，负值表示高优先级，正值表示低优先级
- VIRT：进程使用的虚拟内存总量，VIRT=SWAP+RES
- RES：进程使用的、未被换出的物理内存大小，RES=CODE+DATA
- SHR：共享内存大小
- S：进程状态
- %CPU：上次更新到现在的CPU占用时间比
- %MEM：使用物理内存占比
- TIME+：进程时间的CPU时间总计，单位1/100秒
- ARGS：进程名
2. dumpsys meminfo
首先了解下Android中最重要的四大内存指标的概念
| 指标 | 全称 | 含义 | 等价 |
| USS | Unique Set Size | 独占物理内存 | 进程独占的内存 |
| PSS | Proportional Set Size | 实际使用物理内存 | PSS = USS + 按比例包含共享库内存 |
| RSS | Resident Set Size | 实际使用物理内存 | RSS = USS + 包含共享库内存 |
| VSS | Virtual Set Size | 虚拟耗用内存 | VSS = 进程占用内存（包括虚拟耗用） + 共享库（包括比例分配部分） |
我们主要使用USS和PSS来衡量进程的内存使用情况
dumpsys meminfo命令展示的是系统整体内存情况，内存项按进程进行分类
$ adb shell dumpsys meminfo
Applications Memory Usage (in Kilobytes):
Uptime: 168829244 Realtime: 1465769995
// 根据进程PSS占用值从大到小排序
Total PSS by process:
272,029K: system (pid 2272)
234,043K: com.tencent.mm (pid 13912 / activities)
185,914K: com.android.systemui (pid 13606)
107,294K: com.tencent.mm:appbrand0 (pid 5563)
101,526K: com.tencent.mm:toolsmp (pid 9287)
96,645K: com.miui.home (pid 15116 / activities)
...
// 以oom来划分，会详细列举所有的类别的进程
Total PSS by OOM adjustment:
411,619K: Native
62,553K: [email protected] (pid 730)
21,630K: logd (pid 579)
16,179K: surfaceflinger (pid 785)
...
272,029K: System
272,029K: system (pid 2272)
361,942K: Persistent
185,914K: com.android.systemui (pid 13606)
37,917K: com.android.phone (pid 2836)
23,510K: com.miui.contentcatcher (pid 3717)
...
36,142K: Persistent Service
36,142K: com.android.bluetooth (pid 26472)
101,198K: Foreground
72,743K: com.miui.securitycenter.remote (pid 4125)
28,455K: com.android.settings (pid 30919 / activities)
338,088K: Visible
96,645K: com.miui.home (pid 15116 / activities)
46,939K: com.miui.personalassistant (pid 31043)
36,491K: com.xiaomi.xmsf (pid 4197)
...
47,703K: Perceptible
17,826K: com.xiaomi.metoknlp (pid 4477)
10,748K: com.lbe.security.miui (pid 5097)
10,528K: com.xiaomi.location.fused (pid 4563)
8,601K: com.miui.mishare.connectivity (pid 4227)
13,088K: Perceptible Low
13,088K: com.miui.analytics (pid 19306)
234,043K: Backup
234,043K: com.tencent.mm (pid 13912 / activities)
22,028K: A Services
22,028K: com.miui.powerkeeper (pid 29762)
198,787K: Previous
33,375K: com.android.quicksearchbox (pid 31023)
23,278K: com.google.android.webview:sandboxed_process0:org.chromium.content.app.SandboxedProcessService0:0 (pid 16154)
171,434K: B Services
45,962K: com.tencent.mm:push (pid 14095)
31,514K: com.tencent.mobileqq:MSF (pid 12051)
22,691K: com.xiaomi.mi_connect_service (pid 22821)
...
538,062K: Cached
107,294K: com.tencent.mm:appbrand0 (pid 5563)
101,526K: com.tencent.mm:toolsmp (pid 9287)
72,112K: com.tencent.mm:tools (pid 9187)
...
// 按内存的类别来进行划分
Total PSS by category:
692,040K: Native
328,722K: Dalvik
199,826K: .art mmap
129,981K: .oat mmap
126,624K: .dex mmap
124,509K: Unknown
92,666K: .so mmap
68,189K: Dalvik Other
53,491K: .apk mmap
44,104K: Gfx dev
28,099K: Other mmap
24,960K: .jar mmap
7,956K: Ashmem
3,700K: Stack
3,368K: Other dev
450K: .ttf mmap
4K: Cursor
0K: EGL mtrack
0K: GL mtrack
0K: Other mtrack
// 手机整体内存使用情况
Total RAM: 5,862,068K (status normal)
Free RAM: 3,794,646K ( 538,062K cached pss + 3,189,244K cached kernel + 0K cached ion + 67,340K free)
Used RAM: 2,657,473K (2,208,101K used pss + 449,372K kernel)
Lost RAM: 487,987K
ZRAM: 219,996K physical used for 826,852K in swap (2,621,436K total swap)
Tuning: 256 (large 512), oom 322,560K, restore limit 107,520K (high-end-gfx)
复制代码
查看单个进程的内存信息，命令如下
adb shell dumpsys meminfo [pid | packageName]
复制代码
我们查看下微信的内存信息
$ adb shell dumpsys meminfo com.tencent.mm
Applications Memory Usage (in Kilobytes):
Uptime: 169473031 Realtime: 1466413783
** MEMINFO in pid 13912 [com.tencent.mm] **
Pss Private Private SwapPss Heap Heap Heap
Total Dirty Clean Dirty Size Alloc Free
------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
Native Heap 51987 51924 0 61931 159044 139335 19708
Dalvik Heap 74302 74272 8 2633 209170 184594 24576
Dalvik Other 10136 10136 0 290
Stack 84 84 0 8
Ashmem 2 0 0 0
Gfx dev 8808 8808 0 0
Other dev 156 0 156 0
.so mmap 9984 984 7436 8493
.jar mmap 1428 0 560 0
.apk mmap 2942 0 1008 0
.ttf mmap 1221 0 1064 0
.dex mmap 31302 44 30004 528
.oat mmap 2688 0 232 0
.art mmap 2792 2352 40 3334
Other mmap 6932 2752 632 0
Unknown 4247 4232 4 7493
TOTAL 293721 155588 41144 84710 368214 323929 44284
App Summary
Pss(KB)
------
Java Heap: 76664
Native Heap: 51924
Code: 41332
Stack: 84
Graphics: 8808
Private Other: 17920
System: 96989
TOTAL: 293721 TOTAL SWAP PSS: 84710
Objects
Views: 623 ViewRootImpl: 1
AppContexts: 9 Activities: 1
Assets: 12 AssetManagers: 0
Local Binders: 198 Proxy Binders: 183
Parcel memory: 46 Parcel count: 185
Death Recipients: 125 OpenSSL Sockets: 1
WebViews: 0
SQL
MEMORY_USED: 156
PAGECACHE_OVERFLOW: 13 MALLOC_SIZE: 117
DATABASES
pgsz dbsz Lookaside(b) cache Dbname
4 28 46 721/26/4 /data/user/0/com.tencent.mm/databases/Scheduler.db
Asset Allocations
: 409K
: 12K
: 1031K
复制代码
- App Summary各项指标解读如下，通常我们需要重点关注Java Heap和Native Heap的大小，如果持续上升，有可能存在内存泄露。
| 属性 | 内存组成 |
| Java Heap | Dalvik Heap的Private Dirty + .art mmap的Private Dirty&Private Clean |
| Native Heap | Native Heap的Private Dirty |
| Code | .so mmap + .jar mmap + .apk mmap + .ttf.mmap + .dex.mmap + .oat mmap的Private Dirty&Private Clean |
| Stack | Stack的Private Dirty |
| Graphics | Gfx dev + EGL mtrack + GL mtrack的Private Dirty&Private Clean |
- Objects中Views、Activities、AppContexts的异常可以判断有内存泄露，比如刚退出应用，查看Activites是否为0，如果不为0，则有Activity没有销毁。
3. Memory Profiler
Memory Profiler是 Android Profiler 中的一个组件，实时图表展示应用内存使用量，识别内存泄露和抖动，提供捕获堆转储，强制GC以及跟踪内存分配的能力。
Android Profiler官方文档
4. Leak Canary
非常好用的内存泄露检测工具，对于Activity/Fragment的内存泄露检测非常方便。
Square公司开源 官网地址，原理后面单独分析。
5. MAT
MAT是Memory Analyzer tool的缩写，是一个非常全面的分析工具，使用相对复杂点。 关于安装和配置有很多很好的文章结束，这里就不单独讲了，后面分析具体案例。
Android 内存优化篇 – 使用profile 和 MAT 工具进行内存泄漏检测
使用Android Studio和MAT进行内存泄漏分析
内存问题高效分析方法
- 接入LeakCanary，监控所有Activity和Fragment的释放，App所有功能跑一遍，观察是否有抓到内存泄露的地方，分析引用链找到并解决问题，如此反复，直到LeakCanary检查不到内存泄露。
- adb shell dumpsys meminfo命令查看退出界面后Objects的Views和Activities数目，特别是退出App后数目为否为0。
- 打开Android Studio Memory Profiler，反复打开关闭页面多次，点击GC，如果内存没有恢复到之前的数值，则可能发生了内存泄露。再点击Profiler的垃圾桶图标旁的heap dump按钮查看当面内存堆栈情况，按包名找到当前测试的Activity，如果存在多份实例，则很可能发生了内存泄露。
- 对于可疑的页面dump出内存快照文件，转换后用MAT打开，针对性的分析。
- 观察Memory Profiler每个页面打开时的内存波峰和抖动情况，针对性分析。
- 开发者选项中打开“不保留后台活动”，App运行一段时间后退到后台，触发GC，dump内存快照。MAT分析静态内容是否有可以优化的地方，比如图片缓存、单例、内存缓存等。