一、概述
Android内存管理实质是对进程、对象、变量的内存分配和内存回收。
Application Framework和Linux内核负责进程内存的管理。Dalvik虚拟机负责对象和变量内存的管理。
二、进程的内存管理
Android对于进程内存的管理是由Application Framework和Linux内核负责的。
Application Framework 决定回收的进程类型，当进程空间紧张时，ActivityManagerService对所有进程进行评分（评分存放在变量adj中），更新评分到Linux内核，由Linux内核完成真正的内存回收（按进程优先级低->>高的顺序进行回收）。
(一) 低杀
在说进程之前，需要了解Android系统清理进程的机制--低杀。在Android中有一个心狠手辣的杀手，要想让我们的应用活下来，就要在开发应用时格外小心。不过我们也不用太担心，因为它只杀“坏蛋”，只要我们不使坏，那它就不会对我们下手。这个杀手叫低杀，它的全名是Low-Memory-Killer。 低杀跟垃圾回收器GC很像，GC的作用是保证应用有足够的内存可以使用，而低杀的作用是保证系统有足够的内存可以使用。GC会按照引用的强度来回收对象，而低杀会按照进程的优先级来回收资源，在这里进程优先级就相当于是应用被用户“引用”的强度。
(二) Android中有哪几种进程，是如何管理的？优先级
在Android中不同的进程有着不同的优先级，当两个进程的优先级相同时，低杀会优先考虑干掉消耗内存更多的进程。也就是如果我们应用占用的内存比其他应用少，并且处于后台时，我们的应用能在后台活下来，这也是内存优化为我们应用带来竞争力的一个直接体现。ActivityManagerService负责根据各种策略算法计算进程的adj值，然后交由系统内核进行进程的管理。
1、前台进程
用户当前操作所必需的进程。如果一个进程满足以下任一条件，即视为前台进程：
托管用户正在交互的Activity（已调用Activity的onResume() 方法） 托管某个Service，后者绑定到用户正在交互的 Activity 托管正在“前台”运行的 Service（服务已调用 startForeground()） 托管正执行一个生命周期回调的Service（onCreate()、onStart() 或 onDestroy()） 托管正执行其onReceive()方法的BroadcastReceiver
通常，在任意给定时间前台进程都为数不多。只有在内存不足以支持它们同时继续运行这一万不得已的情况下，系统才会终止它们。此时，设备往往已达到内存分页状态，因此需要终止一些前台进程来确保用户界面正常响应。
2、可见进程
没有任何前台组件、但仍会影响用户在屏幕上所见内容的进程。 如果一个进程满足以下任一条件，即视为可见进程：
托管不在前台、但仍对用户可见的 Activity（已调用其 onPause()方法）。例如，如果前台Activity 启动了一个对话框，允许在其后显示上一 Activity，则有可能会发生这种情况。 托管绑定到可见（或前台）Activity 的 Service。
可见进程被视为是极其重要的进程，除非为了维持所有前台进程同时运行而必须终止，否则系统不会终止这些进程。
3、服务进程
正在运行已使用 startService() 方法启动的服务且不属于上述两个更高类别进程的进程。尽管服务进程与用户所见内容没有直接关联，但是它们通常在执行一些用户关心的操作（例如，在后台播放音乐或从网络下载数据）。因此，除非内存不足以维持所有前台进程和可见进程同时运行，否则系统会让服务进程保持运行状态。
4、后台进程
包含目前对用户不可见的 Activity 的进程（已调用 Activity 的 onStop() 方法）。这些进程对用户体验没有直接影响，系统可能随时终止它们，以回收内存供前台进程、可见进程或服务进程使用。 通常会有很多后台进程在运行，因此它们会保存在 LRU （最近最少使用）列表中，以确保包含用户最近查看的 Activity 的进程最后一个被终止。如果某个 Activity 正确实现了生命周期方法，并保存了其当前状态，则终止其进程不会对用户体验产生明显影响，因为当用户导航回该 Activity 时，Activity 会恢复其所有可见状态。
5、空进程
不含任何活动应用组件的进程。保留这种进程的的唯一目的是用作缓存，以缩短下次在其中运行组件所需的启动时间。 为使总体系统资源在进程缓存和底层内核缓存之间保持平衡，系统往往会终止这些进程。
三、对象和变量的内存管理
Android对于对象、变量的内存策略同Java，内存管理由Dalvik/ART虚拟机负责分配和回收。
(一) Dalvik
要了解Android应用中对象和变量的内存管理机制，就先要了解承载着Android应用的虚拟机Dalvik，虽然Android5.0开始使用的是ART来承载应用的执行，但是ART也是基于Dalvik优化而来的。Dalvik是Dalvik Virtual Machine（Dalvik 虚拟机）的简称，是Android平台的核心组成部分之一。
1、Java虚拟机与Dalvik虚拟机的关系
Java 虚拟机是一个规范，由 Sun 公司制定，任何实现该规范的虚拟机都可以用来执行 Java 代码。比如说，你们公司对现有虚拟机的垃圾回收或者其他特性不满意，完全可以自己去按照 JVM 规范来开发一个自己的虚拟机，当然一般的公司或者个人几乎没有这么干的，毕竟这需要相当的技术实力或者业务场景。
但是Android就这样搞了。由于Androd运行在移动设备上，内存以及电量等诸多方面跟一般的PC设备都有本质的区别 ，一般的JVM没法满足移动设备的要求，所以在开发Android过程中，Android团队一开始就必须打造一个符合移动设备的可以执行Java代码的虚拟机，Dalvik虚拟机诞生了
2、Dalvik与JVM的区别
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1.架构：Dalvik基于寄存器，而JVM基于栈，很明显，基于寄存器的 Dalvik 在速度方面优势会更明显。
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2.执行的文件：Dallvik执行的是dex文件,JVM可执行的文件是.class文件。为什么Dalvik不执行.class文件呢？其实这是Android对Dalvik的优化，Java虚拟机JVM执行.class格式的字节码，每一个java文件对应一个.class的字节码文件，JVM在运行时为每个执行到的类装载字节码，而Android为了提高效率，在编译Android项目时，通过SDK提供的工具dex.jar会把所有的.class文件最终打包成一个.dex文件。
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3.运行环境：允许在有限内存中同时运行多个Dalvik虚拟机实例，并且每一个Dalvik应用作为一个独立的Linux进程执行。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭，即使一个退出了也不会影响其他程序。Dalvik由Zygote孵化器创建，Zygote本身也是一个Dalvik虚拟机进程，当系统需要创建一个进程时，Zygote就会进行fork，快速创建和初始化一个Dalvik虚拟机实例。对于一些只读的系统库，所有的Dalvik 实例都能和Zygote共享一块内存区域，这样能节省内存开销。
3、Dalvik堆大小
每一个手机厂商都可以设定设备中每一个进程能够使用的堆大小，有关进程堆大小的值有下面三个。
（1）dalvik.vm.heapstartsize
堆分配的初始值大小，这个值越小，系统内存消耗越慢，但是当应用扩展这个堆，导致GC和堆调整时，应用会变慢。这个值越大，应用越流畅，但是可运行的应用也会相对减少。
（2）dalvik.vm.heapgrowthlimit
如果在清单文件中声明largeHeap为 true，则App使用的内存到heapsize才会OOM，否则达到 heapgrowthlimit就会OOM。
（3）dalvik.vm.heapsize
进程可用的堆内存最大值，一旦应用申请的内存超过这个值，就会OOM。
假如我们想看其中的一个值，我们可以通过命令查看，比如下面这条命令。
adb shell getprop dalvik.vm.heapsize
(二) ART
ART的全称是Android Runtime，在Android5.0后，使用了新的虚拟机ART全面替代了Dalvik。ART模式与Dalvik模式最大的不同在于，启用ART模式后，系统在安装应用的时候会进行一次预编译，将字节码转换为机器语言存储在本地，这样在运行程序时就不会每次都进行一次编译了，执行效率也大大提升，但也会占用更多的应用安装时间和存储空间。
1、Dalvik与ART的不同
（1）预编译
Dalvik中的应用每次运行时，需要通过即时编译器JIT（Just-In-Time）将字节码转换为机器码，这会使得应用的运行效率降低。在ART中，系统在安装应用时会进行一次预编译，采用预编译AOT（Ahead-Of-Time）将字节码成机器码并存储在本地，这样应用就不用在每次运行时执行编译了，运行效率也大大提高，但也会占用更多的应用安装时间和10%-20%的存储空间。
（2）垃圾回收
ART虚拟机在垃圾回收方面也比Dalvik更加高性能，据官方测试数据说gc效率提高2倍。 在Dalvik采用的垃圾回收算法是标记-清除算法，启动垃圾回收机制会造成两次暂停（一次在遍历阶段，另一次在标记阶段）。而在ART比Dalvik的GC速度要快，因为应用本身做了垃圾回收的一些工作，启动GC后不再是两次暂停，而是一次暂停，而且ART使用了一种新技术（packardpre-cleaning），在暂停前做了许多事情，减轻了暂停时的工作量。
（3）内存管理
Dalvik它的内存管理特点是:内存碎片化严重,当然这也是标记-清除算法（Mark and Sweep算法）带来的 弊端可以看出每次gc后内存千疮百孔,本来连续分配的内存块变得碎片化严重,之后再分配进入的对象再进行内存寻址变得困难。
在ART中，它将Java分了一块空间命名为Large-Object-Space，这块内存空间的引入用来专门存放large object，同时ART又引入了moving collector（移动收集器）的技术，即将不连续的物理内存块进行对齐 。对齐了后内存碎片化就得到了很好的解决。Large-Object-Space的引入一是因为moving collector对大块内存的位移时间成本太高，而且提高内存的利用率根官方统计，ART的内存利用率提高10倍了左右。
（4）CPU Dalvik是为32位CPU设计的，而ART支持64位并兼容32位CPU，这也是Dalvik被淘汰的主要原因。
2、总结
Dalvik其实可以理解为一个专为移动设备优化过的JVM，它的大部分地方都遵守了JVM规范，其实那些不符合规范的地方，就可以理解为为移动设备做的优化工作。而ART是一个具有更高性能的Android 虚拟机，从一开始就是为取代Dalvik而诞生的，它的AOT机制相比Dalvik的JIT机制使得应用有更快的启动速度（同时也会占用更多的应用安装时间和存储空间）。同时ART虚拟机在垃圾回收方面也比Dalvik更加高性能。
