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Android-App性能优化

上一篇我们讲了java的引用机制,今天我们来一下和它有关的app性能优化(其实也不是很大)。

性能优化的目标

     在网上也看到过很多相关的文章,他们基本总结为:快,稳,省,小,描述的很准确.如下图

(注:此图不知道啥时候收集的,如有侵权,立删):

 如何让app在运行过程过不卡顿,运行流畅,速度快,也就是说如何解决卡顿呢?我们先看看那些因素影响卡顿?
1. UI,包括ui的绘制,刷新等
2. 启动,包括冷启动,热启动,温启动等
3. 跳转,页面跳转,前后天切换
4. 及时反馈,点击事件,滑动,系统事件

UI

这个涉及到android的系统显示原理,我们简单了解一下: Android 显示过程可以简单概括为:Android 应用程序把经过测量,布局、绘制后的 surface 缓存数据,通过 SurfaceFlinger 把数据渲染到显示屏幕上, 通过 Android 的刷新机制来刷新数据。也就是说应用层负责绘制,系统层负责渲染,通过进程间通信把应用层需要绘制的数据传递到系统层服务,系统层服务通过刷新机制把数据更新到屏幕上。 换一种方式说:Android 系统每隔 16ms 发出 VSYNC 信号,触发对 UI 进行渲染,如果每次渲染都成功,这样就能够达到流畅的画面所需的 60FPS。(注:FPS 表示每秒传递的帧数。)在理想情况下,60 FPS 就感觉不到卡,这意味着每个绘制时长应该在16 ms 左右。如果某个操作花费的时间是 24ms ,系统在得到 VSYNC 信号时就无法正常进行正常渲染,这样就发生了丢帧现象。也就是延迟了,这种现象在执行动画或滑动列表比较常见,还有可能是你的 Layout 太过复杂,层叠太多的绘制单元,无法在 16ms 完成渲染,最终引起刷新不及时.

那么我们如何解决呢,主要从两点入手:ui布局,绘制优化和主线程优化?

布局优化
  • 避免ui布局优化可以先从合理使用背景色开始,比如:如果子view和父布局公用一个背景色就没有必要了。
  • 减少不必要的嵌套,一般建议不超过5层
  • 合理使用各种布局,尽量使用LinearLayout和FrameLayout,因为RelativeLayout需要比较复杂,测绘也比较费时,强调一下这个是相对的,不是说LinearLayout一定比RelativeLayout好。
  • 合理使用include、merge和ViewStub,使用include和merge增加复用,减少层级;ViewStub按需加载。
  • 推荐使用google已经出来的新的布局ConstraintLayout,这个有机会说。
绘制优化

-我们之前说过根据Android系统显示的原理,View的绘制频率保证60fps是最佳的,这就要求每帧绘制时间不超过16ms(16ms = 1000/60),因此要减轻onDraw()的负担。所以在绘制时要注意两点:

1 .onDraw中不要创建新的局部对象。

  1. onDraw方法中不要做耗时的任务。

还有就是刷新,刷新的话尽量减少不必要的刷新和尽可能减少刷新面积

启动优化

冷启动

冷启动是指安装apk后首次启动应用程序,或者应用程序上次结束,进程被杀死后重新打开app. 在冷启动开始时,系统有三个任务。这些任务是: 1、加载并启动应用程序 2、启动后立即显示应用程序的空白启动窗口 3、创建应用程序进程

当系统为我们创建了应用进程之后,会执行以下的操作:

  • application的初始化
  • 启动UI线程
  • 创建Activity
  • 导入视图(inflate view)
  • 计算视图大小(onmesure view)
  • 得到视图排版(onlayout view)
  • 绘制视图(ondraw view)

应用程序进程完成首次绘制后,系统进程会交换当前显示的背景窗口,将其替换为主活动。此时至此启动完成,用户可以使用程序(app)了,那么这里就会有两类创建:

  • Application的创建 当Application启动时,会有一个空白的启动窗口保留在屏幕上,直到系统首次完成绘制应用程序,白屏才会消失,这也是为什么启动app会出现白屏,这个问题,我也有提到过解决方式Anroid 白屏
  • Activity的创建 当Application首次启动完成绘制后,我们的UI线程会执行主活动进行以下操作:
    • 初始化值。
    • 执行其构造函数。
    • 执行其回调方法,比如 Activity.的onCreate()对应生命周期的状态,onCreate() 方法做的事情越多,冷启动消耗的时间越长。
暖(温)启动

暖启动比冷启动时间更短。在暖启动中,系统都会把你的Activity带到前台。如果应用程序的Activity仍然驻留在内存中,那么应用程序可以避免重复对象初始化、布局加载和渲染,但系统依然会展示闪屏页,直到第一个 Activity 的内容呈现为止。比如:当应用中的 Activities 被销毁,但在内存中常驻时,应用的启动方式就会变为暖启动 。

热启动

热启动的启动时间比暖启动还要更短。你比如,我用户Back退出应用程序,然后又重新启动,应用程序会再次执行Activity的onCreate(),但会从Bundle(savedInstanceState)获取数据,我们平时应用成勋崩溃,不也是通过该方法保存数据的吗。

针对启动方式的优化

  • Application的创建过程中尽量少的进行耗时操作。 比如: Application的onCreate()中进行友盟,bugly,okhttp,地图,推送等init()等操作。如果是必须在onCreate中进行的如:okhttp等网络请求框架我们在onCreate中进行,其他的友盟,百度地图啥的我们可以等程序起来后再onResume方法中执行,bugly等sdk可以异步加载。
  • 在生命周期回调的方法中尽量减少耗时的操作 这个里面的优化方式就是:避免I/O操作、反序列化、网络操作、布局嵌套等。

主线程优化

主线程的优化大部分是指内存优化,不要内存泄漏,那么通常那些地方容易引起内存泄漏呢?

  • 集合类泄漏
  • 单例/静态变量造成的内存泄漏
  • 匿名内部类/非静态内部类
  • 资源未关闭造成的内存泄漏

解决方式:

  1. 比如我们的List集合add()元素之后,会引用着集合元素对象,导致该集合中的元素对象无法被回收,从而导致内存泄露。当我们的List集合没有用的时候,一定要
     list.clear()
     list=null
  1. 针对单例引起的内存泄漏,通常是由于引用的context是生命周期短造成的,也就是说生命周期长的持有了生命周期短的引用,造成了内存泄漏。比如Toast,我们传入的是MainActivity,但MainActivity没有用了,需要被销毁,但我们的Tost依然持有其引用导致无法回收,这就导致了内存泄漏。
  2. 匿名内部类或非静态内部类导致的内存泄漏,这个我们可以采用合理使用JAVA的引用机制来解决,我上一篇文章有详解,参考Android-强,软,弱,虚引用.

4.资源未关闭导致的内存泄漏就比较好说了,我们平时要多检查,用完后及时关闭无用资源。

4.1 网络、文件等流忘记关闭 4.2 手动注册广播时,退出时忘记 unregisterReceiver() 4.3 Service 执行完后忘记 stopSelf() 4.4 EventBus 等观察者模式的框架忘记手动解除注册 4.5 注意Bitmap,用完及时Recycle().

小大多指应用程序apk体积要小。我们先看看一个apk文件有哪些解压后有哪些文件:

  • assets文件夹 存放一些配置文件、资源文件,assets不会自动生成对应的 ID,而是通过 AssetManager 类的接口获取。
  • res目录 res 是 resource 的缩写,这个目录存放资源文件,会自动生成对应的 ID 并映射到 .R 文件中,访问直接使用资源 ID。
  • META-INF 保存应用的签名信息,签名信息可以验证 APK 文件的完整性。
  • AndroidManifest.xml 这个文件用来描述 Android 应用的配置信息,一些组件的注册信息、可使用权限等。
  • classes.dex Dalvik 字节码程序,让 Dalvik 虚拟机可执行,一般情况下,Android 应用在打包时通过 Android SDK 中的 dx 工具将 Java 字节码转换为 Dalvik 字节码。
  • resources.arsc 记录着资源文件和资源 ID 之间的映射关系,用来根据资源 ID 寻找资源。

通常我减小apk体积的方式都是:先用studio自带的代码扫描分析工具lint删除无用资源;开启混淆,设置 shrinkResources true和 minifyEnabled true;当然你也可以借助第三方工具如 :乐固加固,360压缩啥的;还有注意不要重复使用库;插件化,比如功能模块放在服务器上,按需下载,可以减少安装包大小等都是常见的减少apk体积的方式。

  • 省电:谷歌推荐使用JobScheduler,来调整任务优先级等策略来达到降低损耗的目的。JobScheduler可以避免频繁的唤醒硬件模块,造成不必要的电量消耗。避免在不合适的时间(例如低电量情况下、弱网络或者移动网络情况下的)执行过多的任务消耗电量。这个我们以后说。
  • 省内存:主要是加载图片,动不动就 OOM,对于图片的压缩无非是:
  1. 图片尺寸压缩
  2. 图片质量压缩 此处代码省略,网上一大堆。 Glide就是采用了Lrucache和LruDiskCache推荐使用。
  • 省cpu资源. 比如:线程的使用,这里我推荐使用线程池,我也写过相关文章,感兴趣的可以了解一下。Android-ThreadPooll.

其他

这都是本人的一些建议:

  • 序列化采用推荐的Parcelable代替Serializable
  • 集合如果是插入和删除用的多,建议使用LinkList。如果修改用的多,建议ArrayList。
  • 写程序要思考,避免创建不必要的对象。
  • 对常量使用static final,适用于基本类型和String常量。
  • 使用增强的for循环语法(foreach)。
  • 避免使用浮点数,浮点数比Android设备上的整数慢约2倍。
  • 尽可能少用wrap_content,wrap_content 会增加布局 measure 时计算成本。
  • 删除控件中无用的属性。
  • 合理使用动画,某些情况下可以用硬件加速方式来提供流畅度,或者采用自定义view代替动画,最后记得在Activity的ondestory()方法中调用Animation.cancle()进行动画停止。
  • 注意webview和handler,一般在首次加载后webview就会存在于内存中,容易内存泄漏。
  • 考虑StringBuilder代替String
  • 数据量比较大或者内存比较宽裕考虑HashMap,其他建议使用SpareArray

最后,我们一定要学会使用Android Studio自带的各种工具如:

  • Lint:提示未使用到资源,不规范的代码,优化建议等。 使用:选择Analyze > Inspect Code .具体百度
  • 使用 Android Profiler 查看内存,已经各个操作内存和网络的变化。
  • 借助第三方工具,这个就多了去了,比如LeakCanary,MemoryAnalyzer等

PgOnSI.png

基本也说这么多,以后再补充。

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