一、使用purgeable優化C++內存
Purgeable Memory是HarmonyOS中native層常用的內存管理機制,可用于圖像處理的Bitmap、流媒體應用的一次性數據、圖片等。應用可以使用Purgeable Memory存放其內部的緩存數據,并由系統根據淘汰策略統一管理全部的purgeable內存。當系統內存不足時,系統可以通過丟棄purgeable內存快速回收內存資源,以釋放更多的內存資源給其他應用程序使用,實現全局高效的緩存數據管理。這種機制可以幫助系統更有效地管理內存,提高系統的穩定性和流暢性。
在使用Purgeable內存時,開發者可以調用接口釋放Purgeable內存,但需要注意在適當的時機釋放Purgeable內存,以確保內存資源能夠得到有效管理,避免內存占用過高導致的性能問題和內存泄漏的情況。通過合理使用Purgeable內存,開發者可以更好地管理應用程序的內存,提高用戶體驗。
(一)原理介紹
Purgeable內存訪問流程圖如下圖所示,在訪問Purgeable內存時,首先需要判斷當前Purgeable內存的數據是否已經被回收,如果Purgeable內存已經被回收了,那么需要先重建數據再使用。在訪問Purgeable內存的數據時,Purgeable內存對應的引用計數refcnt加1,在訪問Purgeable結束后,其引用計數refcnt會減1,當引用計數為0的時候,該Purgeable內存可以被系統回收。
圖2?Purgeable內存訪問流程圖
?
Purgeable內存回收流程圖如下所示,當引用計數為0時,丟棄掉Purgeable內存中的數據,并標識Purgeable內存已回收。
圖3?Purgeable內存回收流程圖
?
(二)參考案例
在CMakeLists.txt文件中引入Purgeable對應的動態鏈接庫libpurgeable_memory_ndk.z.so,具體如下所示:
# the minimum version of CMake.
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
project(MyNativeApplication)
set(NATIVERENDER_ROOT_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})
if(DEFINED PACKAGE_FIND_FILE)include(${PACKAGE_FIND_FILE})
endif()
include_directories(${NATIVERENDER_ROOT_PATH}${NATIVERENDER_ROOT_PATH}/include)
add_library(entry SHARED napi_init.cpp)
# 引入libpurgeable_memory_ndk.z.so動態鏈接庫
target_link_libraries(entry PUBLIC libace_napi.z.so libpurgeable_memory_ndk.z.so)
引入purgeable_memory頭文件,并聲明創建PurgeableMemory對象需要使用的ModifyFunc函數,調用OH_PurgeableMemory_Create創建PurgeableMemory對象。
在讀取PurgeableMemory對象的內容時,需要調用OH_PurgeableMemory_BeginRead,讀取結束時,需要調用OH_PurgeableMemory_EndRead。其中,OH_PurgeableMemory_GetContent可以獲取PurgeableMemory對象的內存數據。
在修改PurgeableMemory對象的內容時,需要調用OH_PurgeableMemory_BeginWrite,讀取結束時,需要調用OH_PurgeableMemory_EndWrite。其中,OH_PurgeableMemory_AppendModify可以更新PurgeableMemory對象重建規則。
#include "napi/native_api.h"
#define DATASIZE (4 * 1024 * 1024)
#include "purgeable_memory/purgeable_memory.h"bool ModifyFunc(void *data, size_t size, void *param) {data = param;return true;
}
// 業務定義對象類型
class ReqObj;
static napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info)
{size_t requireArgc = 2;size_t argc = 2;napi_value args[2] = {nullptr};napi_get_cb_info(env, info, &argc, args , nullptr, nullptr);napi_valuetype valuetype0;napi_typeof(env, args[0], &valuetype0);napi_valuetype valuetype1;napi_typeof(env, args[1], &valuetype1);double value0;napi_get_value_double(env, args[0], &value0);double value1;napi_get_value_double(env, args[1], &value1);double result = value0 + value1;// 創建一個PurgeableMemory對象OH_PurgeableMemory *pPurgmem = OH_PurgeableMemory_Create(DATASIZE, ModifyFunc, &result);// 讀取對象OH_PurgeableMemory_BeginRead(pPurgmem);// 獲取PurgeableMemory對象大小size_t size = OH_PurgeableMemory_ContentSize(pPurgmem);// 獲取PurgeableMemory對象內容ReqObj *pReqObj = (ReqObj *)OH_PurgeableMemory_GetContent(pPurgmem);// 讀取PurgeableMemory對象結束OH_PurgeableMemory_EndRead(pPurgmem);// 修改PurgeableMemory對象OH_PurgeableMemory_BeginWrite(pPurgmem);// 聲明擴展創建函數的參數double newResult = value0 + value0;// 更新PurgeableMemory對象重建規則OH_PurgeableMemory_AppendModify(pPurgmem, ModifyFunc, &newResult);// 修改PurgeableMemory對象結束OH_PurgeableMemory_EndWrite(pPurgmem);// 銷毀對象OH_PurgeableMemory_Destroy(pPurgmem);napi_value sum;napi_create_double(env, result, &sum);return sum;
}
EXTERN_C_START
static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports)
{napi_property_descriptor desc[] = {{ "add", nullptr, Add, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr }};napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc);return exports;
}
EXTERN_C_ENDstatic napi_module demoModule = {.nm_version = 1,.nm_flags = 0,.nm_filename = nullptr,.nm_register_func = Init,.nm_modname = "entry",.nm_priv = ((void*)0),.reserved = { 0 },
};
extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterEntryModule(void)
{napi_module_register(&demoModule);
}
二、使用合理尺寸的圖片優化應用內存
(一)原理介紹
應用在定義界面時,對于使用不同類型的組件,需要繪制不同的內容。圖片組件主要用來加載和顯示圖片,而組件本身也需要占用內存。ArkTS目前采用引用計數的機制來管理內存。引用計數是一種簡單而高效的內存管理方式,它通過記錄每個對象被引用的次數來確定何時釋放對象。需要注意的是,如果組件沒有正確釋放,即使其他地方不再使用該組件,對應的引用鏈接上的資源也不會被釋放,可能會導致內存泄漏問題。
一張全屏的圖片,不同分辨率的內存占用大小如下:
?
由上圖可以看出,對于一些頁面多、圖片多、效果多的資源密集型應用,內存很容易達到較高水平。當應用的內存占用超過系統設定的閾值(如4G,其中4G只是示例,不同系統的閾值不同)時,系統可能會認為應用存在嚴重的內存問題,并可能會強制殺死該應用進程,以保證設備系統的穩定性和性能。為了避免應用被系統殺死,開發者可以考慮以下兩點:
優化資源使用:通過合理設置圖片源文件大小,合理使用內存資源,減少圖片所占應用內存。
布局優化:通過減少布局嵌套層級,減少過度繪制可以產生較大的性能收益。
本章節主要指導開發者通過合理設置圖片源文件大小,合理使用內存資源,減少圖片所占應用內存。
(二)避免加載超過顯示尺寸的圖片
如上代碼示例中,使用500500尺寸大小的Image組件加載一張尺寸為40323024的RGBA格式圖片時(每個像素占用4個字節),圖片申請了約46.5M的內存。這是因為圖片的原始尺寸較大,加載到Image組件中時需要將其縮放到500500的尺寸,這個過程會占用一定的內存空間。
可使用公式計算出來紋理圖片內存大小 = imageWidth x imageHeight x format(40323024 * 4 = 48771072 bytes ≈ 46.5M)。
但是實際上,組件只需要500500的尺寸。也就是說,實際需要的內存 = 500500*4 ≈ 1M。
?
因此當一張圖片比控件顯示的區域要大,最終會被裁剪或者縮放。大量的裁剪和縮放不僅導致視圖效果變差,還會浪費內存,引起嚴重的功耗問題。為了最大程度地節省內存,開發者可以手動調整源文件的尺寸大小,使其與組件的大小保持一致。這樣可以避免不必要的內存浪費,并提高應用程序的性能和效率。開發者可以使用圖像處理工具來調整圖像的尺寸大小,從而進一步節省內存空間。
本文主要引用參考HarmonyOS官方文檔