前言
前段時間給公司的小伙伴們進行了關(guān)于app性能優(yōu)化的技術(shù)分享，這里我稍微整理一下也給大家分享一下，關(guān)于性能優(yōu)化這個話題很大，涉及面可以很廣，也可以很深入，本人能力有限，不會給大家講特別難懂，特別底層的東西，都是我們開發(fā)能著手去做的點，大家都在講性能優(yōu)化，但對于項目經(jīng)驗不夠豐富的朋友很難有一個概念，做優(yōu)化的時候也會比較茫然，這里我就給大家指明方向。
從何講起？
筆者在做產(chǎn)品開發(fā)的時候，也遇到性能瓶頸，測試工程師反饋了一些比較明顯的問題，比如UI界面的過度繪制，列表滑動有明顯卡頓，比較耗內(nèi)存等等，但以往的都沒有針對性的去做相應(yīng)的優(yōu)化，所以借著保證產(chǎn)品質(zhì)量的出發(fā)點，自己定了相關(guān)的性能優(yōu)化方案，可能不太成熟，不過可以逐步完善，并找到最適合自己產(chǎn)品的優(yōu)化方案。
這里我定了四個方向：
- 響應(yīng)時間（Response Time）
- 界面卡頓（ANR）
- 耗內(nèi)存（Memory）
- 內(nèi)存泄露（Out of memory)
響應(yīng)時間
這里指的是客戶端與服務(wù)端交互，拿到數(shù)據(jù)、解析、再到顯示到界面整個過程耗費的時間。
這個部分涉及客戶端的優(yōu)化，也涉及服務(wù)端的優(yōu)化，這里只討論客戶端。
HTTP請求方式
我們的app一般離不開網(wǎng)絡(luò)，請求接口是最平常的操作了，如何請求，請求什么我們在開發(fā)初期就要定好，服務(wù)端給我的提供的接口，大致可以通過GET、POST、HEAD、PUT、DELETE這幾種請求方式，不同的請求方式有不同應(yīng)用場景，比如GET請求，應(yīng)當(dāng)用來請求返回結(jié)果，參數(shù)是作為url的一部分；POST請求，用于請求會更改服務(wù)端數(shù)據(jù)或狀態(tài)；HEAD請求跟GET一樣，只是服務(wù)器不能在響應(yīng)里返回消息主體；PUT請求，用于將網(wǎng)頁放置正確的地方；DELETE請求用于刪除服務(wù)器指定文檔。
使用優(yōu)秀的開源Http框架是我們比較好的選擇，它的優(yōu)點是經(jīng)過市場的驗證，很多坑都被填過，缺點也是我們需要去深究它才能對其進行擴展，遇到坑也不一定能填。
如果自己造輪子的話，還需要我們花時間去驗證去適應(yīng)我們的業(yè)務(wù)需求，但好處是我們可以自己去擴展可把控，不過這很考量開發(fā)者的素質(zhì)。
數(shù)據(jù)解析
實際開發(fā)當(dāng)中服務(wù)端的返回數(shù)據(jù)格式無非就兩種：
- JSON
- XML
這兩種格式數(shù)據(jù)格式各有優(yōu)劣，從可讀性來看，xml略微好一點，不過JSON也有規(guī)范的標(biāo)簽，從解析難度和速度來看，大家都比較傾向使用JSON，目前JSON也是主流的數(shù)據(jù)格式。
在Android中均可以使用優(yōu)秀的解析庫來加快我們的解析速度，XML中有dom4j，JSON有Jackson、Gson，我們通過這些庫實現(xiàn)我們更快的完成數(shù)據(jù)解析，提高我們的開發(fā)效率。
數(shù)據(jù)存儲
上一節(jié)講的是數(shù)據(jù)解析，我們解析完后的數(shù)據(jù)，可能就需要將數(shù)據(jù)存儲在某個地方，Android的五種存儲方式：
- Content Provider（主要用來向其他應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù)）
- SQLite（存儲數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中）
- File（本地文件保存）
- SharedPreference（主要用來保存簡單的配置信息）
- 網(wǎng)絡(luò)存儲（WebService返回的數(shù)據(jù)或是解析HTTP協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互）
為了提高應(yīng)用程序的響應(yīng)時間，數(shù)據(jù)緩存是一個比較好的方式，我們可以預(yù)處理服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行緩存刷新。
優(yōu)化點：
- 異步請求網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)
- 預(yù)處理服務(wù)器返回數(shù)據(jù)
- 異步進行數(shù)據(jù)存儲操作
- 數(shù)據(jù)緩存刷新
- Timeout超時重試
- 在主線程中操作UI
界面卡頓
ANR表示"應(yīng)用程序無響應(yīng)"，這個是需要我們避免發(fā)生的事情，出現(xiàn)這個異常的原因：
- 主線程 (“事件處理線程” / “UI線程”) 在5秒內(nèi)沒有響應(yīng)輸入事件
- BroadcastReceiver在10秒內(nèi)沒有執(zhí)行完畢
導(dǎo)致ANR的原因有很多，一般情況就是在UI線程做了耗時的操作，例如"網(wǎng)絡(luò)請求"、數(shù)據(jù)庫操作。
那么如何避免？
- UI線程只做界面刷新，不做任何耗時操作，耗時操作放在子線程來做
- 可以使用Thread+handle或者AsyncTask來進行邏輯處理
耗內(nèi)存
每部手機的內(nèi)存有限，我們這里所說的內(nèi)存指的是手機的RAM，它是Ramdom Access Memory的縮寫，我們應(yīng)用程序的需要隨機讀寫的數(shù)據(jù)就存在RAM中，Android手機之所以會比較耗內(nèi)存，這跟Android后臺的處理有關(guān)，我們知道Android應(yīng)用是使用Java開發(fā)的，運行Java需要有虛擬機，說明每開啟一個應(yīng)用都會創(chuàng)建一個虛擬機，而這是需要內(nèi)存的，所以我們開的應(yīng)用越多，后臺進程越多，內(nèi)存都分配出去了，才導(dǎo)致內(nèi)存消耗的嚴(yán)重。
其實這個問題我們是沒得破的，只要內(nèi)存不夠，我們的應(yīng)用還是會卡。我們開發(fā)的應(yīng)用依賴與系統(tǒng)給我們分配的堆內(nèi)存，一般上限在16M~48M，但我們可以通過在AndroidManifest設(shè)置Application屬性largeHeap=“true”來申請更多的堆內(nèi)存。
通過以下代碼獲取可用堆內(nèi)存限制：
mActivityManager = (ActivityManager) this.getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
mMaxMemory = mActivityManager.getMemoryClass();
內(nèi)存泄露
內(nèi)存泄露這個問題已經(jīng)被說爛了，大家都知道有內(nèi)存泄露這個問題存在，但為什么會發(fā)生內(nèi)存泄露？
這里的內(nèi)存泄露并不是真正意思上的泄露，而是因為內(nèi)存不足不能進行GC操作，從而導(dǎo)致占用內(nèi)存過大，拋出out of memory異常，而被系統(tǒng)Kill掉。
JVM回收機制
是時候講講JVM的回收機制了，看下圖：
JVM對Java對象分了三個代進行管理，分別為年輕代、年老代、永久代。
年輕代（Young Generation）：絕大多數(shù)的Java對象會在年輕代被分配，也會在年輕代被回收。
年老代（Old Generation）：在年輕代長期存在沒有被回收的Java對象會轉(zhuǎn)移到年老代，這個堆空間通常會被比年輕代的堆空間要大。
永久代：存放VM和Java類的元數(shù)據(jù)，以及interned字符串和類的靜態(tài)變量。
這里涉及到JVM的相關(guān)知識，這里不繼續(xù)深入探討。
但我們應(yīng)該可以知道垃圾回收器的作用:
- 分配內(nèi)存
- 保證所有正在被引用的對象還存在于內(nèi)存中
- 回收執(zhí)行代碼已經(jīng)不再引用的對象所占的內(nèi)存
對象引用
Java的引用類型可以分為以下幾種：
- 強引用（Strong Ref）：強可達，去掉強可達，才會被回收。
- 軟引用（Soft Ref）：內(nèi)存夠用，就保持，內(nèi)存吃緊，則回收，主要用來做緩存。
- 弱引用（Weak Ref）：比Soft Ref弱，即使內(nèi)存不吃緊也會被回收。
- 虛引用（Phantom Ref）：不會在內(nèi)存保持任何對象。
一圖勝千言：
利用Strong Ref，存儲大量數(shù)據(jù)，直到heap撐破，利用inter strings(或者class loader加載大量的類)把perm gen撐破，然后就是內(nèi)存泄露了。
如何優(yōu)化？
前面講了一些背景知識，對我們理解內(nèi)存優(yōu)化有一定的幫助，下面就簡單說一下我們優(yōu)化的方向：
- 布局優(yōu)化
- 內(nèi)存優(yōu)化
布局優(yōu)化
大家可以拿出你們的Android機
開發(fā)者工具-Profile GPU Rendering-選擇在屏幕上顯示條形圖
-藍色代表測量繪制Display List的時間
-紅色代表OpenGL渲染Display List所需要的時間
-黃色代表CPU等待GPU處理的時間
-中間綠色橫線代表VSYNC時間16ms，盡量將所有條形圖控制在這條綠線下
為什么是16ms？
Android 通知界面渲染和重繪的時間要在16ms內(nèi)完成，如果超過16ms，就會導(dǎo)致丟幀，也就是我們常說的卡頓。
優(yōu)化點：
- 避免OverDraw
- 優(yōu)化布局層級
- 避免過多無用嵌套
- 使用
<include>標(biāo)簽重用layout - 使用
<ViewStub>延遲加載
- 使用
- Hierarchy View進行層級分析
具體的使用方法，這里不介紹了，不懂就百度。
內(nèi)存優(yōu)化
內(nèi)存優(yōu)化的點有很多，這里我主要分為兩大塊：
- Bitmap優(yōu)化
- 代碼優(yōu)化
Bitmap優(yōu)化
- 使用適當(dāng)分辨率和大小的圖片
- 及時回收內(nèi)存（bitmap.recycle()）
- 使用圖片緩存（LruCache和DiskLruCache）
第一點，就是按需顯示，比如列表中的圖片，你可以顯示縮略圖，詳情頁，你就可以加載相應(yīng)的分辨率的圖片，這樣可以減少內(nèi)存消耗，一般可以要求服務(wù)端提供多種分辨率的圖片。
第二點，Bitmap是很耗內(nèi)存，尤其是加載比較大的bitmap，可以想到的優(yōu)化方案就是使用記得回收，對Bitmap進行壓縮，使用BitmapFactory.Options設(shè)置inSampleSize就可以縮小圖片。
第三點，圖像緩存，這個可以利用成熟的圖片加載框架，比如Universal-ImageLoader、Fresco、Picasso，這些框架都對圖片進行了很好的優(yōu)化，大家可以對比一下，選擇使用即可。
代碼優(yōu)化
關(guān)于代碼這個就有的說了，任何能改進我們程序的優(yōu)化點都能寫在這里，這里沒辦法把所有優(yōu)化的點列在這里，只提供相關(guān)的參考，剩下的就好各位經(jīng)驗總結(jié)和積累了。
優(yōu)化點：
- 對常量使用static修飾符
- 使用靜態(tài)方法
- 減少不必要的成員變量
- 盡量不要使用枚舉，少用迭代器
- 對Cursor、Receiver、Sensor、File等對象，要注意它們的創(chuàng)建、回收與注冊、反注冊
- 避免大量使用注解、反射
- 使用RenderScript、OpenGL來進行復(fù)雜的繪圖操作
- 使用SurfaceView來替代View進行大量、頻繁的繪圖操作
- 盡量使用視圖緩存，而不是每次都執(zhí)行inflate()方法解析視圖
注：這里引用了Android群英傳的相關(guān)優(yōu)化點
- 創(chuàng)建新的對象都需要額外的內(nèi)存空間，要盡量減少創(chuàng)建新的對象。
- 將類、變量、方法等等的可見性修改為最小。
- 針對字符串的拼接，使用StringBuffer替代String。
- 不要在循環(huán)當(dāng)中聲明臨時變量，不要在循環(huán)中捕獲異常。
- 如果對于線程安全沒有要求，盡量使用線程不安全的集合對象。
- 使用集合對象，如果事先知道其大小，則可以在構(gòu)造方法中設(shè)置初始大小。
- 文件讀取操作需要使用緩存類，及時關(guān)閉文件。
- 慎用異常，使用異常會導(dǎo)致性能降低。
- 如果程序會頻繁創(chuàng)建線程，則可以考慮使用線程池。
以上都是些經(jīng)驗總結(jié)，大致都相差無幾，朋友們在做代碼優(yōu)化的時候，可以根據(jù)這些優(yōu)化點，有針對性去重構(gòu)代碼，其實最重要還是代碼的可讀性，結(jié)構(gòu)清晰。
性能優(yōu)化工具
- Memory Monitor - 內(nèi)存監(jiān)視工具
- TraceView
- MAT
Android開發(fā)者對與以上幾個性能調(diào)優(yōu)的工具一定不陌生，這里我也不再寫那么多廢話了，關(guān)于它們的使用方法，官網(wǎng)還有一些大牛的博客都有介紹。
最后
寫這篇文章的出發(fā)點也是對Android性能優(yōu)化有個比較清楚的認(rèn)識，任何事情都不可能一蹴而就，需要循循漸進，對一個初學(xué)者你談優(yōu)化很不現(xiàn)實，我們先把基本的做好，再去考慮相應(yīng)的優(yōu)化，筆者也在不斷學(xué)習(xí)當(dāng)中，借鑒別人好的優(yōu)化方案，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，感謝大家對筆者的關(guān)注。
