App性能优化浅谈

前言

前段时间给公司的小伙伴们进行了关于app性能优化的技术分享,这里我稍微整理一下也给大家分享一下,关于性能优化这个话题很大,涉及面可以很广,也可以很深入,本人能力有限,不会给大家讲特别难懂,特别底层的东西,都是我们开发能着手去做的点,大家都在讲性能优化,但对于项目经验不够丰富的朋友很难有一个概念,做优化的时候也会比较茫然,这里我就给大家指明方向。

从何讲起?

笔者在做产品开发的时候,也遇到性能瓶颈,测试工程师反馈了一些比较明显的问题,比如UI界面的过度绘制,列表滑动有明显卡顿,比较耗内存等等,但以往的都没有针对性的去做相应的优化,所以借着保证产品质量的出发点,自己定了相关的性能优化方案,可能不太成熟,不过可以逐步完善,并找到最适合自己产品的优化方案。

这里我定了四个方向:

  • 响应时间(Response Time)
  • 界面卡顿(ANR)
  • 耗内存(Memory)
  • 内存泄露(Out of memory)

响应时间

这里指的是客户端与服务端交互,拿到数据、解析、再到显示到界面整个过程耗费的时间。

这个部分涉及客户端的优化,也涉及服务端的优化,这里只讨论客户端。

HTTP请求方式

我们的app一般离不开网络,请求接口是最平常的操作了,如何请求,请求什么我们在开发初期就要定好,服务端给我的提供的接口,大致可以通过GET、POST、HEAD、PUT、DELETE这几种请求方式,不同的请求方式有不同应用场景,比如GET请求,应当用来请求返回结果,参数是作为url的一部分;POST请求,用于请求会更改服务端数据或状态;HEAD请求跟GET一样,只是服务器不能在响应里返回消息主体;PUT请求,用于将网页放置正确的地方;DELETE请求用于删除服务器指定文档。

使用优秀的开源Http框架是我们比较好的选择,它的优点是经过市场的验证,很多坑都被填过,缺点也是我们需要去深究它才能对其进行扩展,遇到坑也不一定能填。

如果自己造轮子的话,还需要我们花时间去验证去适应我们的业务需求,但好处是我们可以自己去扩展可把控,不过这很考量开发者的素质。

数据解析

实际开发当中服务端的返回数据格式无非就两种:

  • JSON
  • XML

这两种格式数据格式各有优劣,从可读性来看,xml略微好一点,不过JSON也有规范的标签,从解析难度和速度来看,大家都比较倾向使用JSON,目前JSON也是主流的数据格式。

在Android中均可以使用优秀的解析库来加快我们的解析速度,XML中有dom4j,JSON有Jackson、Gson,我们通过这些库实现我们更快的完成数据解析,提高我们的开发效率。

数据存储

上一节讲的是数据解析,我们解析完后的数据,可能就需要将数据存储在某个地方,Android的五种存储方式:

  • Content Provider(主要用来向其他应用程序共享数据)
  • SQLite(存储数据到数据库中)
  • File(本地文件保存)
  • SharedPreference(主要用来保存简单的配置信息)
  • 网络存储(WebService返回的数据或是解析HTTP协议实现网络数据交互)

为了提高应用程序的响应时间,数据缓存是一个比较好的方式,我们可以预处理服务器返回的数据,对数据进行缓存刷新。

优化点:

  • 异步请求网络数据
  • 预处理服务器返回数据
  • 异步进行数据存储操作
  • 数据缓存刷新
  • Timeout超时重试
  • 在主线程中操作UI

界面卡顿

ANR表示”应用程序无响应”,这个是需要我们避免发生的事情,出现这个异常的原因:

  • 主线程 (“事件处理线程” / “UI线程”) 在5秒内没有响应输入事件
  • BroadcastReceiver在10秒内没有执行完毕

导致ANR的原因有很多,一般情况就是在UI线程做了耗时的操作,例如”网络请求”、数据库操作。

那么如何避免?

  • UI线程只做界面刷新,不做任何耗时操作,耗时操作放在子线程来做
  • 可以使用Thread+handle或者AsyncTask来进行逻辑处理

耗内存

每部手机的内存有限,我们这里所说的内存指的是手机的RAM,它是Ramdom Access Memory的缩写,我们应用程序的需要随机读写的数据就存在RAM中,Android手机之所以会比较耗内存,这跟Android后台的处理有关,我们知道Android应用是使用Java开发的,运行Java需要有虚拟机,说明每开启一个应用都会创建一个虚拟机,而这是需要内存的,所以我们开的应用越多,后台进程越多,内存都分配出去了,才导致内存消耗的严重。

其实这个问题我们是没得破的,只要内存不够,我们的应用还是会卡。我们开发的应用依赖与系统给我们分配的堆内存,一般上限在16M~48M,但我们可以通过在AndroidManifest设置Application属性largeHeap=“true”来申请更多的堆内存。

通过以下代码获取可用堆内存限制:

mActivityManager = (ActivityManager) this.getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
 mMaxMemory = mActivityManager.getMemoryClass();

内存泄露

内存泄露这个问题已经被说烂了,大家都知道有内存泄露这个问题存在,但为什么会发生内存泄露?

这里的内存泄露并不是真正意思上的泄露,而是因为内存不足不能进行GC操作,从而导致占用内存过大,抛出out of memory异常,而被系统Kill掉。

JVM回收机制

是时候讲讲JVM的回收机制了,看下图:

JVM对Java对象分了三个代进行管理,分别为年轻代、年老代、永久代。 年轻代(Young Generation):绝大多数的Java对象会在年轻代被分配,也会在年轻代被回收。 年老代(Old Generation):在年轻代长期存在没有被回收的Java对象会转移到年老代,这个堆空间通常会被比年轻代的堆空间要大。 永久代:存放VM和Java类的元数据,以及interned字符串和类的静态变量。

这里涉及到JVM的相关知识,这里不继续深入探讨。

但我们应该可以知道垃圾回收器的作用:

  • 分配内存
  • 保证所有正在被引用的对象还存在于内存中
  • 回收执行代码已经不再引用的对象所占的内存

对象引用

Java的引用类型可以分为以下几种:

  • 强引用(Strong Ref):强可达,去掉强可达,才会被回收。
  • 软引用(Soft Ref):内存够用,就保持,内存吃紧,则回收,主要用来做缓存。
  • 弱引用(Weak Ref):比Soft Ref弱,即使内存不吃紧也会被回收。
  • 虚引用(Phantom Ref):不会在内存保持任何对象。

一图胜千言:

利用Strong Ref,存储大量数据,直到heap撑破,利用inter strings(或者class loader加载大量的类)把perm gen撑破,然后就是内存泄露了。

如何优化?

前面讲了一些背景知识,对我们理解内存优化有一定的帮助,下面就简单说一下我们优化的方向:

  • 布局优化
  • 内存优化

布局优化

大家可以拿出你们的Android机 开发者工具-Profile GPU Rendering-选择在屏幕上显示条形图

-蓝色代表测量绘制Display List的时间 -红色代表OpenGL渲染Display List所需要的时间 -黄色代表CPU等待GPU处理的时间 -中间绿色横线代表VSYNC时间16ms,尽量将所有条形图控制在这条绿线下

为什么是16ms?

Android 通知界面渲染和重绘的时间要在16ms内完成,如果超过16ms,就会导致丢帧,也就是我们常说的卡顿。

优化点:

  • 避免OverDraw
  • 优化布局层级
  • 避免过多无用嵌套
    • 使用<include>标签重用layout
    • 使用<ViewStub>延迟加载
  • Hierarchy View进行层级分析

具体的使用方法,这里不介绍了,不懂就百度。

内存优化

内存优化的点有很多,这里我主要分为两大块:

  • Bitmap优化
  • 代码优化

Bitmap优化

  1. 使用适当分辨率和大小的图片
  2. 及时回收内存(bitmap.recycle())
  3. 使用图片缓存(LruCache和DiskLruCache)

第一点,就是按需显示,比如列表中的图片,你可以显示缩略图,详情页,你就可以加载相应的分辨率的图片,这样可以减少内存消耗,一般可以要求服务端提供多种分辨率的图片。

第二点,Bitmap是很耗内存,尤其是加载比较大的bitmap,可以想到的优化方案就是使用记得回收,对Bitmap进行压缩,使用BitmapFactory.Options设置inSampleSize就可以缩小图片。

第三点,图像缓存,这个可以利用成熟的图片加载框架,比如Universal-ImageLoader、Fresco、Picasso,这些框架都对图片进行了很好的优化,大家可以对比一下,选择使用即可。

代码优化

关于代码这个就有的说了,任何能改进我们程序的优化点都能写在这里,这里没办法把所有优化的点列在这里,只提供相关的参考,剩下的就好各位经验总结和积累了。

优化点:

  • 对常量使用static修饰符
  • 使用静态方法
  • 减少不必要的成员变量
  • 尽量不要使用枚举,少用迭代器
  • 对Cursor、Receiver、Sensor、File等对象,要注意它们的创建、回收与注册、反注册
  • 避免大量使用注解、反射
  • 使用RenderScript、OpenGL来进行复杂的绘图操作
  • 使用SurfaceView来替代View进行大量、频繁的绘图操作
  • 尽量使用视图缓存,而不是每次都执行inflate()方法解析视图

注:这里引用了Android群英传的相关优化点

  • 创建新的对象都需要额外的内存空间,要尽量减少创建新的对象。
  • 将类、变量、方法等等的可见性修改为最小。
  • 针对字符串的拼接,使用StringBuffer替代String。
  • 不要在循环当中声明临时变量,不要在循环中捕获异常。
  • 如果对于线程安全没有要求,尽量使用线程不安全的集合对象。
  • 使用集合对象,如果事先知道其大小,则可以在构造方法中设置初始大小。
  • 文件读取操作需要使用缓存类,及时关闭文件。
  • 慎用异常,使用异常会导致性能降低。
  • 如果程序会频繁创建线程,则可以考虑使用线程池。

以上都是些经验总结,大致都相差无几,朋友们在做代码优化的时候,可以根据这些优化点,有针对性去重构代码,其实最重要还是代码的可读性,结构清晰。

性能优化工具

  • Memory Monitor - 内存监视工具
  • TraceView
  • MAT

Android开发者对与以上几个性能调优的工具一定不陌生,这里我也不再写那么多废话了,关于它们的使用方法,官网还有一些大牛的博客都有介绍。

最后

写这篇文章的出发点也是对Android性能优化有个比较清楚的认识,任何事情都不可能一蹴而就,需要循循渐进,对一个初学者你谈优化很不现实,我们先把基本的做好,再去考虑相应的优化,笔者也在不断学习当中,借鉴别人好的优化方案,提高产品的质量,感谢大家对笔者的关注。

原文发布于微信公众号 - 小巫技术博客(wwjblog)

原文发表时间:2015-12-16

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券