Tricking Android MemoryFile
MemoryFile的一些特性以及一個非常trickly的使用方法,內存優化的時候可以用到。
What is it
MemoryFile是android在最開始就引入的一套框架,其內部實際上是封裝了android特有的內存共享機制Ashmem匿名共享內存,簡單來說,Ashmem在Android內核中是被注冊成一個特殊的字符設備,Ashmem驅動通過在內核的一個自定義slab緩沖區中初始化一段內存區域,然后通過mmap把申請的內存映射到用戶的進程空間中(通過tmpfs),這樣子就可以在用戶進程中使用這里申請的內存了,另外,Ashmem的一個特性就是可以在系統內存不足的時候,回收掉被標記為"unpin"的內存,這個后面會講到,另外,MemoryFile也可以通過Binder跨進程調用來讓兩個進程共享一段內存區域。由于整個申請內存的過程并不再Java層上,可以很明顯的看出使用MemoryFile申請的內存實際上是并不會占用Java堆內存的。
MemoryFile暴露出來的用戶接口可以說跟他的名字一樣,基本上跟我們平時的文件的讀寫基本一致,也可以使用InputStream和OutputStream來對其進行讀寫等操作:
MemoryFile memoryFile = new MemoryFile(null, inputStream.available());
memoryFile.allowPurging(false);
OutputStream outputStream = memoryFile.getOutputStream();
outputStream.write(1024);
上面可以看到allowPurging
這個調用,這個就是之前說的"pin"和"unpin",在設置了allowPurging為false之后,這個MemoryFile對應的Ashmem就會被標記成"pin",那么即使在android系統內存不足的時候,也不會對這段內存進行回收。另外,由于Ashmem默認都是"unpin"的,因此申請的內存在某個時間點內都可能會被回收掉,這個時候是不可以再讀寫了。
Tricks
MemoryFile是一個非常trickly的東西,由于并不占用Java堆內存,我們可以將一些對象用MemoryFile來保存起來避免GC,另外,這里可能android上有個BUG:
在4.4及其以上的系統中,如果在應用中使用了MemoryFile,那么在dumpsys meminfo的時候,可以看到多了一項Ashmem的值:
可以看出來雖然MemoryFile申請的內存不計入Java堆也不計入Native堆中,但是占用了Ashmem的內存,這個實際上是算入了app當前占用的內存當中
但是在4.4以下的機器中時,使用MemoryFile申請的內存居然是不算入app的內存中的:
而且這里我也算過,也是不算入Native Heap中的,另外,這個時候去系統設置里面看進程的內存占用,也可以看出來其實并沒有計入Ashmem的內存的。
這個應該是android的一個BUG,但是我搜了一下并沒有搜到對應的issue,搞不好這里也可能是一個feature。
而在大名鼎鼎的Fresco當中,他們也有用到這個bug來避免在decode bitmap的時候,將文件的字節讀到Java堆中,使用了MemoryFile,并利用了這個BUG然這部分內存不算入app中,這里分別對應了Fresco中的GingerbreadPurgeableDecoder和KitKatPurgeableDecoder,Fresco在decode圖片的時候會在4.4和4.4以下的系統中分別使用這兩個不同的decoder。
從這個地方可以看出來,使用MemoryFile,在4.4以下的系統當中,可以幫我們的app額外"偷"一些內存,并且可以不計入app的內存當中。
Summary
這里主要是簡單介紹了MemoryFile的基本原理和用法,并且闡述了一個MemoryFile中一個可以幫助開發者"偷"內存的地方,這個是一個非常trickly的方法,雖然4.4以下使用這塊的內存并不計入進程當中,但是并不推薦大量使用,因為當設置了allowPurging為false的時候,這個對應的Ashmem內存區域是被"pin"了,那么在android系統內存不足的時候,是不能夠把這段內存區域回收的,如果長時間沒有釋放的話,這樣子相當于無端端占用了大量手機內存而又無法回收,那對系統的穩定性肯定會造成影響。
References
Android系統匿名共享內存Ashmem(Anonymous Shared Memory)驅動程序源代碼分析
Android Kernel Features(Ashmem)