Android 5.0 ART GC 对比 Android 4.x Dalvik GC
来源:互联网 发布:爵迹 抄袭 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/19 21:44
为了研究Android虚拟机中的内存管理机制,前期进行了初步调研,下面列出Android 5.0 ART 中GC的更新概要以供参考,资料来源于网络以及对源码的初步阅读。
谷歌在2014年6月26日的I/O 2014开发者大会上正式推出了Android L,有以下几个方面值得重点关注:
- 全新的UI/UE设计风格和框架Material Design以及和通知(Notification)栏有关的UI/UE变化
- 能大幅改善系统运行速度的运行时库Android Runtime(简称ART)。
- 致力于改善功耗的Project Volta。
其中第二点中得ART是Android Runtime的缩写,它是Google用于替代饱受诟病的Dalvik虚拟机的替代品。其实,ART早在Android KitKat(版本号为4.4)就已经推出,不过当时它还很不完善,所以被放到设置程序中的“开发者选项”里供一些供感兴趣的开发者使用。
ART究竟有什么神奇之处呢?根据相关资料,总结如下:
(1)采用AOT(Ahead-Of-Time,预编译)编译技术,它能将Java字节码直接转换成目标机器的机器码。
(2)更为高效和细粒度的垃圾回收机制(GC)。
下面简短的介绍下android 5.0 ART GC 的改动:
(一)内存分配器
Dalvik
在Android 系统C 语言库bionic 中直接使用了dlmalloc这一个十分流行的开源内存分配器。ART
参考http://blog.tek-life.com/understanding-ros-memory-allocator-in-art-virtual-machine/ 创建了一种名叫Runs-of-Slots-Allocator(RosAlloc)的分配器。这种分配器的特点是分配内存时,会采用更细粒度的锁控制。例如有不同的锁来保护不同的对象分配,或者当线程分配一些小尺寸对象时使用线程自己的堆栈,从而可完全不使用锁保护。同时这种分配器也更适合多线程的实现。
据Google自己的数据,RosAlloc能达到最多10倍的速度提升.
(二)垃圾回收算法
Dalvik
Dalvik的垃圾回收分为两个阶段。
第一个阶段,Dalvik暂停所有的线程来分析堆的使用情况。
第二个阶段,Dalvik暂停所有线程来清理堆。这就会导致应用在性能上的“卡顿”。ART
ART改进后的垃圾回收算法只暂停线程一次。ART 能够做到这一点,是因为应用本身做了垃圾回收的一些工作。垃圾回收启动后,不再是两次暂停,而是一次暂停。在遍历阶段,应用不需要暂停,同时垃圾回收停时间也大大缩短,因为 Google使用了一种新技术(packard pre-cleaning),在暂停前就做了许多事情,减轻了暂停时的工作量。
(三)超大对象存储空间的支持
ART还引入了一个特殊的超大对象存储空间(large object space,LOS),这个空间与堆空间是分开的,不过仍然驻留在应用程序内存空间中。这一特殊的设计是为了让ART可以更好的管理较大的对象,比如位图对象(bitmaps)。
堆空间碎片化严重时,较大的对象会带来一些问题。比如,在分配一个此类对象时,相比其他普通对象,会导致垃圾收集器启动的次数增加很多。有了这个超大对象存储空间的支持,垃圾收集器因堆空间分段而引发调用次数将会大大降低,这样垃圾收集器就能做更加合理的内存分配,从而降低运行时开销。
(四)Moving GC策略
ART为了解决堆空间内存碎片化的问题,近期提出了“Moving GC”的方法。其目的是清理堆栈以减少内存碎片。由于这个工作会导致应用程序长时间中断,所以它必须等程序退到后台时才能开展。核心思想是,当应用程序运行在后台时,将程序的堆空间做段合并操作。
(五)GC调度策略的多样性
经过比较Dalvik和ART的源码后,发现ART中GC调度策略发生了很大的变动。
具体来说分为以下几个方面
(a)GC触发方式 (b)GC的种类 (c)垃圾回收算法的多样性
(a)GC触发方式
(1)Dalvik
GC触发方式主要有GCFORMALLOC;GCCONCURRENT;GCEXPLICIT;GCBEFOREOOM这四种。
(2)ART
enum GcCause { // GC triggered by a failed allocation. Thread doing allocation is blocked waiting for GC before // retrying allocation. kGcCauseForAlloc, // A background GC trying to ensure there is free memory ahead of allocations. kGcCauseBackground, // An explicit System.gc() call. kGcCauseExplicit, // GC triggered for a native allocation. kGcCauseForNativeAlloc, // GC triggered for a collector transition. kGcCauseCollectorTransition, // Not a real GC cause, used when we disable moving GC (currently for GetPrimitiveArrayCritical). kGcCauseDisableMovingGc, // Not a real GC cause, used when we trim the heap. kGcCauseTrim, // GC triggered for background transition when both foreground and background collector are CMS. kGcCauseHomogeneousSpaceCompact, };
(b)GC的种类
(1)Dalvik
就一种GC(并发、非并发)
(2)ART
三种GC(并发、非并发):快速GC策略Sticky GC;局部GC策略Partial GC;全局GC策略Full GC。
enum GcType { // Placeholder for when no GC has been performed. kGcTypeNone, // Sticky mark bits GC that attempts to only free objects allocated since the last GC. kGcTypeSticky, // Partial GC that marks the application heap but not the Zygote. kGcTypePartial, // Full GC that marks and frees in both the application and Zygote heap. kGcTypeFull, // Number of different GC types. kGcTypeMax, };
(c)垃圾回收算法的多样性
(1)Dalvik
两种:串行Mark-Sweep算法、并行Mark-Sweep算法
(2)ART
enum CollectorType { // No collector selected. kCollectorTypeNone, // Non concurrent mark-sweep. kCollectorTypeMS, // Concurrent mark-sweep. kCollectorTypeCMS, // Semi-space / mark-sweep hybrid, enables compaction. kCollectorTypeSS, // A generational variant of kCollectorTypeSS. kCollectorTypeGSS, // Mark compact colector. kCollectorTypeMC, // Heap trimming collector, doesn't do any actual collecting. kCollectorTypeHeapTrim, // A (mostly) concurrent copying collector. kCollectorTypeCC, // A homogeneous space compaction collector used in background transition // when both foreground and background collector are CMS. kCollectorTypeHomogeneousSpaceCompact, };
可以看到,除了标记清楚算法,基于半空间(semi-space)的拷贝算法也实现了,其中GSS(分代半空间拷贝算法)的实现具有很大的研究性。
上面只是初步的认识,很多地方得详细研究后才能确定。
参考:
【1】http://www.cnblogs.com/jinkeep/p/3818180.html 【原创】【Android】揭秘 ART 细节 ---- Garbage collection
【2】https://www.infinum.co/the-capsized-eight/articles/art-vs-dalvik-introducing-the-new-android-runtime-in-kit-kat
【3】http://www.lingcc.com/2014/07/16/12599/ 近距离端详Android ART运行时库
【4】http://blog.tek-life.com/understanding-garbage-collector-in-art-of-android/
原文地址: http://hello2mao.github.io/2015/12/11/ART_GC_VS_Dalvik_GC.html
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