移动端性能专项测试之内存 - 进阶篇

背景

在上两篇文章【移动端性能专项测试之内存泄漏-原理篇】http://testingpai.com/article/1612250666032【移动端性能专项测试之内存泄漏-实战篇】http://testingpai.com/article/1596527701430给大家介绍了内存泄漏相关的知识，在Android系统中内存作为重要的资源，一直是开发及测试关注的重点，内存不足或者内存资源滥用都会导致严重的问题。本篇文章将会从底层出发给大家介绍OOM（Out Of Memory）和LMK（Low Memory Killer）等内存相关的知识。

在Android系统架构中，进程可以大体分成两类，一类是Native进程，另外一类就是Java进程

Native进程

采用C/C++实现，本质上是linux进程，在/system/bin/目录下面的程序文件运行后都是以native进程形式存在的。

Java进程

Android虚拟机（Dalvik或者ART）实例的linux进程，进程的入口main函数为java函数。Android虚拟机实例的宿主进程是fork()系统调用创建的linux进程，所以每一个android上的java进程实际上就是一个linux进程，只是进程中多了一个Android虚拟机实例。因此，java进程的内存分配比native进程复杂，Android系统中的应用程序基本都是java进程，如桌面、电话、联系人、状态栏等等。

Android内存限制

Android系统为每一个App设置了可使用的Heap(堆内存)大小限制，可以进入到shell环境中，找到build.prop文件

cat /system/build.prop

dalvik.vm.heapstartsize=8m
app启动后, 系统分配给它的Heap初始大小. 随着App使用可增加
dalvik.vm.heapgrowthlimit=192m
默认情况下, App可使用的Heap的最大值, 超过这个值就会产生OOM
dalvik.vm.heapsize=512m
如果App的manifest文件中配置了largeHeap属性, 如下.则App可使用的Heap的最大值为此项设定值
dalvik.vm.heaptargetutilization=0.75
当前理想的堆内存利用率. GC后, Dalvik的Heap内存会进行相应的调整, 调整到当前存活的对象的大小和 / Heap大小 接近这个选项的值, 即这里的0.75. 注意, 这只是一个参考值.
dalvik.vm.heapminfree=2m
单次Heap内存调整的最小值
dalvik.vm.heapmaxfree=8m
单次Heap内存调整的最大值

LMK(Low Memory Killer)

在用户空间中指定了一组内存临界值，当其中的某个值与进程描述中的oom_adj值在同一范围时，该进程将被Kill掉。如果你的APP某个进程需要一直保存存活，你需要保持你的进程优先级足够高，并且占用比较小，因为Low Memory Killer在工作时，同一优先级的进程会先kill那个占用最大的。性能测试时主要关注待机时的内存是不是够小。

Low Memory Killer的工作可能致系统变卡。为什么呢？因为它kill了一些进程，然而现在市面的很多APP为了保活都会自启，刚刚被kill，立刻又起来。启动占用大量内存（还有CPU），又触发Low Memory Killer。频繁的被kill和启动形成了恶性循环，so…系统变的很卡。

OOM与LMK关系

Google为什么设定当Java进程申请的Java空间超过阈值时，就抛出OOM异常？

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。
程序发生OOM并不表示RAM不足，而是因为程序申请的java heap对象超过了虚拟机配置的heapgrowthlimit。也就是说，在RAM充足的情况下，也可能发生OOM。

如果RAM真的不足，会发生什么呢？

这时Android的memory killer（LMK）会起作用，当RAM所剩不多时，memory killer会杀死一些优先级比较低的进程来释放物理内存，让高优先级程序得到更多的内存。

ps：可以通过adb shell cat /proc/meminfo查看RAM的使用情况。

绕过dalvikvm heapsize的限制

对于一些大型的应用程序（比如游戏），内存使用会比较多，很容易超出虚拟机heapsize的限制，这时怎么保证程序不会因为OOM而崩溃呢？

创建子进程
创建一个新的进程，那么我们就可以把一些对象分配到新进程的heap上了，从而达到一个应用程序使用更多的内存的目的，当然，创建子进程会增加系统开销，而且并不是所有应用程序都适合这样做，视需求而定。
使用jni在native heap上申请空间
native heap的增长并不受dalvik vm heapsize的限制，只要RAM有剩余空间，程序员可以一直在native heap上申请空间，当然如果RAM快耗尽，LMK会杀进程释放RAM。大家使用一些软件时，有时候会闪退，就可能是软件在native层申请了比较多的内存导致的。

测试派 Give testers a home.