Unity内存管理

本文是对官方视频 浅谈Unity内存管理 （一个干货满满的视频）的一个整理。

 

什么是内存？

操作系统有物理内存和虚拟内存两个概念：

物理内存

物理内存也就是我们真是的硬件设备，例如内存条。

访问过程缓慢

我们需要知道，CPU访问内存是一个慢速过程，访问过程具体为：先访问Cache（L1，L2，L3），若全没找到再去访问内存，接着把找到的数据存放到Cache中，完成一次操作。在Cache中没有找到数据，我们称之为Cache Miss。因此过多的Cache Miss就会导致大量的内存和Cache的IO交换，浪费大量时间。

因此我们需要尽量减少Cache Miss，来提高访问速度，Unity为此提出了ECS和DOTS方案，有兴趣的小伙伴可以看看之前有关ECS介绍的文章，它们可以将存储在内存中的不连续数据，变为连续的数据。

台式设备和移动设备内存架构的差异

1.首先移动设备没有独立显卡。

2.移动设备没有独立显存（显存的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据），所有在移动端数据内存和显存是同一块内存。所以有可能我们游戏占用的内存并不大，但是依旧爆内存了，其实是因为显存分配不出来了。这种情况，我们可以去查看一下Log，例如Android会有一个 OpenGL Error：Out Of Memory。

3.移动设备的CPU面积更小，因此会导致缓存级数更少，大小也更小，例如一般的台式机三级缓存可能有8-16M，而移动设备则只有2M左右。

 

虚拟内存

虚拟内存是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存，用作虚拟内存的磁盘空间被称为交换空间（Swap Space）。

内存交换

操作系统在使用内存不够的情况下，会尝试把一些不用的内存（Dead Memory）交换到硬盘上，从而节省出更多的物理内存。这个操作我们称之为内存交换，它会占用大量的硬盘空间。

然而移动设备不做该操作，因为移动设备的IO速度很慢，而且移动设备的可存储物（例如sd卡，内存芯片等）的可擦写次数也比硬盘少很多，会影响使用寿命。

内存压缩

在IOS中（Android没有）会将不活跃的内存压缩起来存储到一个特定空间里，来节省出物理内存空间，来给活跃的app使用，这个操作称之为内存压缩。（可以查看XCode的Virtual Memory）

 

内存寻址范围

内存寻址范围也称寻址空间，指的是CPU对于内存寻址的能力（最大能查找多大范围的地址）。数据在内存中存放是有规律的，CPU在运算的时候需要把数据提取出来就需要知道数据在那里，这时候就需要挨家挨户的找，这就叫做寻址，但如果地址太多超出了CPU的能力范围，CPU就无法找到数据了。

内存寻址范围和Memory Controller（内存控制器）有关，和运算位数（32位或64位）无直接关系。当然一般情况下，64位的CPU寻址范围更大。

 

Android内存管理

基本单位Page

Android是基于Linux操作系统，其内存基本单位称为：Page，默认4K为一个page。因此内存回收和分配的时候一般已4k进行处理，但是并不意味着所有的数据都是4k对齐的。

 

用户态和内核态

Android内存分用户态和内核态：

用户态：只能受限的访问内，所有app都是运行在用户态上的。

内核态：cpu可以访问内存的所有数据。

内核态的内存，用户态是严格不许访问的，例如一些Error Access，可能是指针飘到内核态上了。

 

内存杀手

Android有一个内存管理工具：Low Memory Killer，当内存不足时，会清理内存，在Android上常见的一些后台app消失，一些手机服务消失，手机重启或者是app崩溃闪退等都和它有关。

Android应用分层

首先我们来了解下Android的应用分层，这也是杀手的追杀路线（会从最底层往上杀）

Native	系统内核，例如adbd
System	系统级应用，例如system server
Persistent	用户级应用，例如电话，蓝牙，wifi
Foreground	前台应用，当前正在使用的Activity
Perceptible	辅助类应用，例如搜索，音乐，键盘