Android 性能优化技术月报 | 2024 年 3 月

每个月都会有一些 Android 性能优化相关的优质内容发布，然而，碎片化阅读使得这些知识难以形成完整体系，且容易被遗忘。为解决这些问题，我决定尝试使用技术月报的形式，总结我在最近一个月内查阅的 Android 性能优化相关的优质内容。

月报的主要内容包括：整理展示我在最近一个月所查阅的 Android 性能优化领域的最新技术动态、精选博客，精选视频等内容。

精选博客

32 位与 64 位到底有什么区别?

大家都知道 32 位应用虚拟内存占用最多是4G，而 64 位应用虚拟内存占用最多可达 256TB。那么 32 位 CPU 与 64 位 CPU 是如何影响应用虚拟内存上限的呢？

CPU 和内存以及其他设备之间，需要通信，因此我们用一种特殊的设备进行控制，就是总线。总线分成 3 种：

地址总线，专门用来指定 CPU 将要操作的内存地址
数据总线，用来读写内存中的数据
控制总线，用来发送和接收关键信号，比如中断信号，还有设备复位、就绪等信号，都是通过控制总线传输。CPU 需要对这些信号进行响应，这也需要控制总线。

32位CPU和64位CPU的区别之一就是，CPU 的位宽决定能控制的总线根数，而总线的根数决定寻址能力。32位最大控制的总线为32根，最大寻址能力是4G，64位最大控制的总线为64根，最大寻址能力是256TB。

为什么要有虚拟内存？

为了在多进程环境下，使得进程之间的内存地址不受影响，相互隔离，于是操作系统就为每个进程独立分配一套虚拟地址空间，每个程序只关心自己的虚拟地址就可以，实际上大家的虚拟地址都是一样的，但分布到物理地址内存是不一样的。作为程序，也不用关心物理地址的事情。

那既然有了虚拟地址空间，那必然要把虚拟地址「映射」到物理地址，这个事情通常由操作系统来维护。那么对于虚拟地址与物理地址的映射关系，可以有分段和分页的方式，同时两者结合都是可以的。

内存分段是根据程序的逻辑角度，分成了栈段、堆段、数据段、代码段等，这样可以分离出不同属性的段，同时是一块连续的空间。但是每个段的大小都不是统一的，这就会导致外部内存碎片和内存交换效率低的问题。

于是，就出现了内存分页，把虚拟空间和物理空间分成大小固定的页，如在 Linux 系统中，每一页的大小为 4KB。由于分了页后，就不会产生细小的内存碎片，解决了内存分段的外部内存碎片问题。同时在内存交换的时候，写入硬盘也就一个页或几个页，这就大大提高了内存交换的效率。再来，为了解决简单分页产生的页表过大的问题，就有了多级页表。

Linux 系统主要采用了分页管理，但是由于 Intel 处理器的发展史，Linux 系统无法避免分段管理。于是 Linux 就把所有段的基地址设为 0，也就意味着所有程序的地址空间都是线性地址空间（虚拟地址），相当于屏蔽了 CPU 逻辑地址的概念，所以段只被用于访问控制和内存保护。另外，Linux 系统中虚拟空间分布可分为用户态和内核态两部分，其中用户态的分布：代码段、全局变量、BSS、函数栈、堆内存、映射区。