Android：史上最全性能優(yōu)化方案解析

Android中的性能優(yōu)分為以下幾個方面：

布局優(yōu)化

內(nèi)存優(yōu)化

卡頓優(yōu)化

……

• 在LinearLayout和RelativeLayout都可以完成布局的情況下優(yōu)先選擇LinearLayout，可以減少View的層級，但是注意相同組件可能RelativeLayout繪制時間長

• 使用 < include > 標(biāo)簽將常用的布局組件共同的部分抽取出來，以便復(fù)用。

• 通過 < ViewStub > 標(biāo)簽來加載不常用的布局，延遲加載（需要的時候在activity中加載出來）

• 使用 < Merge > 標(biāo)簽來減少布局的嵌套層次

二.繪制優(yōu)化

繪制優(yōu)化是指View的onDraw方法要避免執(zhí)行大量的操作，這主要體現(xiàn)在兩個方面：

1.onDraw中不要創(chuàng)建新的局部對象。

因為onDraw方法可能會被頻繁調(diào)用，這樣就會在一瞬間產(chǎn)生大量的臨時對象，這不僅占用了過多的內(nèi)存而且還會導(dǎo)致系統(tǒng)更加頻繁gc，降低了程序的執(zhí)行效率。

2.onDraw方法中不要做耗時的任務(wù)，

不能執(zhí)行成千上萬次的循環(huán)操作，盡管每次循環(huán)都很輕量級，但是大量的循環(huán)仍然十分搶占CPU的時間片，這會造成View的繪制過程不流暢。

按照Google官方給出的性能優(yōu)化典范中的標(biāo)準(zhǔn)，View的繪制頻率保證60fps是最佳的，這就要求每幀繪制時間不超過16ms(16ms = 1000/60)，雖然程序很難保證16ms這個時間，但是盡量降低onDraw方法中的復(fù)雜度總是切實有效的。

三.網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

常見的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案如下:

• 盡量減少網(wǎng)絡(luò)請求，能夠合并的就盡量合并

• 避免DNS解析，根據(jù)域名查詢可能會耗費上百毫秒的時間，也可能存在DNS劫持的風(fēng)險?？梢愿鶕?jù)業(yè)務(wù)需求采用增加動態(tài)更新IP的方式，或者在IP方式訪問失敗時切換到域名訪問方式。

• 大量數(shù)據(jù)的加載采用分頁的方式

• 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用GZIP壓縮

• 加入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的緩存，避免頻繁請求網(wǎng)絡(luò)

• 上傳圖片時，在必要的時候壓縮圖片

四.安裝包優(yōu)化

• 安裝包優(yōu)化的核心就是減少apk的體積，常見的方案如下：

• 減少應(yīng)用中不必要的資源文件，比如圖片，在不影響APP效果的情況下盡量壓縮圖片，有一定的效果

• 在使用了SO庫的時候優(yōu)先保留v7版本的SO庫，刪掉其他版本的SO庫。原因是在2018年，v7版本的SO庫可以滿足市面上絕大多數(shù)的要求，可能八九年前的手機(jī)滿足不了，但我們也沒必要去適配老掉牙的手機(jī)。實際開發(fā)中減少apk體積的效果是十分顯著的，如果你使用了很多SO庫，比方說一個版本的SO庫一共10M，那么只保留v7版本，刪掉armeabi和v8版本的SO庫，一共可以減少20M的體積。

• res資源優(yōu)化
  

  （1）只使用一套圖片，使用高分辨率的圖片。

  （2）UI設(shè)計在ps安裝TinyPNG插件，對圖片進(jìn)行無損壓縮。

  （3）svg圖片：一些圖片的描述，犧牲CPU的計算能力的，節(jié)省空間。使用的原則：簡單的圖標(biāo)。

  （4）圖片使用WebP(https://developers.google.com/speed/webp/)的格式（Facebook、騰訊、淘寶在用。）缺點：加載相比于PNG要慢很多。但是配置比較高。工具：http://isparta.github.io/

  （5）使用tintcolor(android - Change drawable color programmatically)實現(xiàn)按鈕反選效果。

• 代碼優(yōu)化
  

  （1）實現(xiàn)功能模塊的邏輯簡化

  （2）Lint工具檢查無用文件將無用的資源列在“UnusedResources: Unused resources”，刪除。

  （3）移除無用的依賴庫。

• lib資源優(yōu)化
  

  （1）動態(tài)下載的資源。

  （2）一些模塊的插件化動態(tài)添加。

  （3）so文件的剪裁和壓縮。

• assets資源優(yōu)化
  

  （1）音頻文件最好使用有損壓縮的格式，比如采用opus、mp3等格式，但是最好不要使用無損壓縮的音樂格式

  （2）對ttf字體文件壓縮，可以采用FontCreator工具只提取出你需要的文字。比如在做日期顯示時，其實只需要數(shù)字字體，但是使用原有的字體庫可能需要10MB大小，如果只是把你需要的字體提取出來生成的字體文件只有10KB

• 代碼混淆。
  

• 使用proGuard 代碼混淆器工具，它包括壓縮、優(yōu)化、混淆等功能。

• 插件化
  

• 可將功能模塊放服務(wù)器，需要用時再加載。

• 7z極限壓縮
  

五.Android內(nèi)存優(yōu)化

1.Android內(nèi)存管理機(jī)制

Android應(yīng)用都是在Android虛擬機(jī)上運(yùn)行的，內(nèi)存分配和垃圾回收都是由Android虛擬機(jī)來完成的。

2.常見的內(nèi)存泄漏

其實內(nèi)存泄漏的本質(zhì)就是較長生命周期的對象引用了較短生命周期的對象。

2.1 內(nèi)存泄露

內(nèi)存泄漏原因：堆上分配的對象已經(jīng)不會再使用，但是GC收集器無法對其進(jìn)行回收，此對象被強(qiáng)應(yīng)用所引用 。

• 靜態(tài)變量導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏

  解決辦法：將內(nèi)部類設(shè)為靜態(tài)內(nèi)部類或獨立出來；使用context.getApplicationContext()。

• 單例模式導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏

  解決辦法：傳參context.getApplicationContext()。

• 屬性動畫導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏

  解決辦法：在Activity.onDestroy()中調(diào)用Animator.cancel()停止動畫。

• Handler導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏

  解決辦法：使用靜態(tài)內(nèi)部類+WeakReference弱引用；當(dāng)外部類結(jié)束生命周期時清空消息隊列。

• 線程導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏

  解決辦法：將AsyncTask和Runnable設(shè)為靜態(tài)內(nèi)部類或獨立出來；在線程內(nèi)部采用弱引用保存Context引用。

• 資源未關(guān)閉導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏

  解決辦法：在Activity銷毀的時候要及時關(guān)閉或者注銷。例如：

  ① BraodcastReceiver：調(diào)用unregisterReceiver()注銷；

  ②Cursor，Stream、File：調(diào)用close()關(guān)閉；

  ③Bitmap：調(diào)用recycle()釋放內(nèi)存（2.3版本后無需手動）。

• Adapter導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏
  

  詳情：不使用緩存而只依靠getView() 每次重新實例化Item，會給gc制造壓力。

  解決辦法：在構(gòu)造Adapter時使用緩存的convertView。

• WebView導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏。
  

  詳情：WebView比較特殊，即使是調(diào)用了它的destroy方法，依然會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

  解決辦法：其實避免WebView導(dǎo)致內(nèi)存泄漏的最好方法就是讓W(xué)ebView所在的Activity處于另一個進(jìn)程中，當(dāng)這個Activity結(jié)束時殺死當(dāng)前WebView所處的進(jìn)程即可，我記得阿里釘釘?shù)腤ebView就是另外開啟的一個進(jìn)程，應(yīng)該也是采用這種方法避免內(nèi)存泄漏。

• 集合類泄漏
  

  詳情：比如全局map等有靜態(tài)應(yīng)用，最后沒有做刪除。

  解決辦法：在onDestry時回收不需要的集合。

2.2 擴(kuò)大內(nèi)存

大廠的SDK可能內(nèi)存泄漏會少一些，但一些小廠的SDK質(zhì)量也就不太靠譜一些。那應(yīng)對這種我們無法改變的情況，最好的辦法就是擴(kuò)大內(nèi)存。

擴(kuò)大內(nèi)存通常有兩種方法：

• 一個是在清單文件中的Application下添加largeHeap="true"這個屬性，另一個就是同一個應(yīng)用開啟多個進(jìn)程來擴(kuò)大一個應(yīng)用的總內(nèi)存空間。

• 第二種方法其實就很常見了，比方說我使用過個推的SDK，個推的Service其實就是處在另外一個單獨的進(jìn)程中。

• Android中的內(nèi)存優(yōu)化總的來說就是開源和節(jié)流，開源就是擴(kuò)大內(nèi)存，節(jié)流就是避免內(nèi)存泄漏。

2.3 檢測、分析內(nèi)存泄漏的工具

• MemoryMonitor：隨時間變化，內(nèi)存占用的變化情況

• MAT：輸入HRPOF文件，輸出分析結(jié)果

• a. Histogram：查看不同類型對象及其大小

• b.DominateTree：對象占用內(nèi)存及其引用關(guān)系

• c.MAT使用教程

• LeakCanary：實時監(jiān)測內(nèi)存泄漏的庫（LeakCanary原理）

六.卡頓優(yōu)化方案

• 不要在主線程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問/大文件的IO操作

• 繪制UI時，盡量減少繪制UI層次；減少不必要的view嵌套，可以用Hierarchy Viewer工具來檢測，后面會詳細(xì)講；

• 當(dāng)我們的布局是用的FrameLayout的時候，我們可以把它改成merge,可以避免自己的幀布局和系統(tǒng)的ContentFrameLayout幀布局重疊造成重復(fù)計算(measure和layout)

• 提高顯示速度,使用ViewStub：當(dāng)加載的時候才會占用。不加載的時候就是隱藏的，僅僅占用位置。

• 在view層級相同的情況下，盡量使用 LinerLayout而不是RelativeLayout；因為RelativeLayout在測量的時候會測量二次，而LinerLayout測量一次，可以看下它們的源碼；

• 刪除控件中無用的屬性;

• 布局復(fù)用.比如listView 布局復(fù)用

• 盡量避免過度繪制（overdraw）,比如：背景經(jīng)常容易造成過度繪制。由于我們布局設(shè)置了背景，同時用到的MaterialDesign的主題會默認(rèn)給一個背景。這時應(yīng)該把主題添加的背景去掉；還有移除

• XML 中非必須的背景

• 自定義View優(yōu)化。使用 canvas.clipRect()來幫助系統(tǒng)識別那些可見的區(qū)域，只有在這個區(qū)域內(nèi)才會被繪制。也是避免過度繪制．

• 啟動優(yōu)化,啟動速度的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)影響啟動速度的問題所在，優(yōu)化啟動邏輯，提高應(yīng)用的啟動速度。比如閃屏頁面，合理優(yōu)化布局，加載邏輯優(yōu)化，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備.

• 合理的刷新機(jī)制，盡量減少刷新次數(shù)，盡量避免后臺有高的 CPU 線程運(yùn)行，縮小刷新區(qū)域。

七.耗電優(yōu)化

耗電的原因其實很多，這里我就講一下幾種優(yōu)化方案，優(yōu)化方案的反面就是他的原因了，幾種優(yōu)化方案如下：

• 合理的使用wake_lock鎖，wake_lock鎖主要是相對系統(tǒng)的休眠(這里就是為了省電，才做休)而言的，意思就是我的程序給CPU加了這個鎖那系統(tǒng)就不會休眠了，這樣做的目的是為了全力配合我們程序的運(yùn)行。有的情況如果不這么做就會出現(xiàn)一些問題，比如微信等及時通訊的心跳包會在熄屏不久后停止網(wǎng)絡(luò)訪問等問題。所以微信里面是有大量使用到了wake_lock鎖。
  

• 使用jobScheduler2，集中處理一些網(wǎng)絡(luò)請求，有些不用很及時的處理可以放在充電的時候處理，比如，圖片的處理，APP下載更新等等；
  

• 計算優(yōu)化，避開浮點運(yùn)算等。
  

• 數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時，盡量壓縮數(shù)據(jù)后再傳輸，建議用FlatBuffer序列化技術(shù)，這個比json效率高很多倍，不了解FlatBuffer，建議找資料學(xué)習(xí)一下。
  

針對“性能優(yōu)化”這個要點，分享給大家一份《360°全方位Android性能優(yōu)化解析》，這份學(xué)習(xí)手冊將會帶領(lǐng)大家一步一步深入探索Android的性能優(yōu)化，讓產(chǎn)品的性能從各個方面得到提升，希望大家喜歡。

這份資料一共有721頁，4個大點，25個小章節(jié)，不僅僅有詳細(xì)的底層原理的解析，還有專門的實踐案例！

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第一章 設(shè)計思想與代碼質(zhì)量優(yōu)化

1.六大原則

• 單一職責(zé)原則

• 里氏替換原則

• 依賴倒轉(zhuǎn)原則

• 接口隔離原則

• ……

2.設(shè)計模式

• 結(jié)構(gòu)型模式：橋接模式、適配器模式、裝飾器模式、代理模式、門面（外觀）模式……

• 創(chuàng)建型模式：建造者模式、單例模式、抽象工廠模式、工廠方法模式……

• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)組、棧、隊列、鏈表、樹……

• 算法：排序算法、查找算法……

第二章 程序性能優(yōu)化

1.啟動速度與執(zhí)行效率優(yōu)化

• 冷啟動和熱啟動解析

• APP 啟動黑白屏解決辦法

• APP 卡頓問題分析及解決方案

• 啟動速度與執(zhí)行效率優(yōu)化之 StrictMode

• ……

2.布局檢測與優(yōu)化

• 布局層級優(yōu)化

• 過度渲染

• ……

3.內(nèi)存優(yōu)化

• 內(nèi)存抖動和內(nèi)存泄漏

• 內(nèi)存大戶

• Bitmap 內(nèi)存優(yōu)化

• Profile 內(nèi)存監(jiān)測工具

• Mat 大對象與泄漏檢測

• 耗電優(yōu)化

• 網(wǎng)絡(luò)傳輸與數(shù)據(jù)存儲優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸與數(shù)據(jù)存儲優(yōu)化

• APK 大小優(yōu)化

• 屏幕適配

• ……

4.耗電優(yōu)化

• Doze&Standby

• Battery Historian

• JobScheduler

• WorkManager

5.網(wǎng)絡(luò)傳輸與數(shù)據(jù)存儲優(yōu)化

• google 序列化工具 protobuf

• 7z 極限壓縮

• ……

6.APK 大小優(yōu)化

• APK 瘦身

• 微信資源混淆原理

• ……

7.屏幕適配

• 進(jìn)行適配的原理

• 屏幕分辨率限定符與 smallestWidth 限定符適配原理

• 為什么選擇 smallestWidth 限定符適配

• 怎么適配其他 module

• 常見問題處理

  ……

8.OOM 問題原理解析

• adj 內(nèi)存管理機(jī)制

• JVM 內(nèi)存回收機(jī)制與 GC 算法解析

• 生命周期相關(guān)問題總結(jié)

• Bitmap 壓縮方案總結(jié)

• ……

9.ANR 問題解析

• AMS 系統(tǒng)時間調(diào)節(jié)原理

• 程序等待原理分析

• ANR 問題解決方案

• ……

10.Crash 監(jiān)控方案

• Java 層監(jiān)控方案

• Nativie 層監(jiān)控方案

• ……

第三章 開發(fā)效率優(yōu)化

1. 分布式版本控制系統(tǒng) Git

   企業(yè)高效持續(xù)集成平臺場景介紹

   GIT 分布式版本控制系統(tǒng)

• GIT 分支管理

• ……

2.自動化構(gòu)建系統(tǒng) Gradle：

• Gradle 與 Android 插件：gradle 與 android gradle 插件的關(guān)系、Gradle Transform API 的基本使用……

• Gradle Transform API 的基本使用：什么是 Transform、Transform 的使用場景、Transform API 學(xué)習(xí)、輸入的類型……

• 自定義插件開發(fā)：Gradle 插件簡介、開始準(zhǔn)備、實踐、自定義 Gradle 插件、buildSrc 模塊方式……

• 插件實戰(zhàn)：多渠道打包、發(fā)版自動釘釘……

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第四章 APP 性能優(yōu)化實踐

1.啟動速度

• 應(yīng)用啟動的一般流程

• 冷啟動和熱啟動

• 啟動速度的測量

• 啟動窗口優(yōu)化

• 線程優(yōu)化

• 系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化

• GC 優(yōu)化

• IO 優(yōu)化

• 資源重排

• 主頁布局優(yōu)化

• 類加載優(yōu)化

• 選擇合適的啟動框架

• 減少 Activity 的跳轉(zhuǎn)層次

• 廠商優(yōu)化

• 后臺?；?/p>

• ……

• 
  

• 
  

• 2.流暢度

• 性能問題分析的一些工具和套路

• 通過性能數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析

• Android 平臺性能導(dǎo)致的性能案例

• Android App 自身導(dǎo)致的性能問題

• 低內(nèi)存的數(shù)據(jù)特征和行為特征

• 應(yīng)用寶

• 訊飛輸入法無障礙服務(wù)導(dǎo)致的整機(jī)卡頓分析

• 字節(jié)跳動：今日頭條圖文詳情頁秒開實踐

• ……

• 3.抖音在 APK 包大小資源優(yōu)化的實踐

• 圖片壓縮

• webp 無侵入式兼容

• 多 DPI 優(yōu)化

• 重復(fù)資源合并

• shrinkResource 嚴(yán)格模式

• 資源混淆(兼容 aab 模式)

• ARSC 瘦身

• ……

  

• 
  

• 4.優(yōu)酷響應(yīng)式布局技術(shù)全解析

• 優(yōu)酷APP響應(yīng)式布局技術(shù)概述

• 優(yōu)酷APP響應(yīng)式布局Android落地

• 在分發(fā)場景的落地

• 在消費場景的落地

• 優(yōu)酷APP響應(yīng)式布局之測試方案

• ……

• 5.網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

• 手機(jī)淘寶在網(wǎng)絡(luò)的鏈路優(yōu)化

• 百度 APP 在網(wǎng)絡(luò)深度優(yōu)化的實踐

• ……

• 6.手機(jī)淘寶雙十一性能優(yōu)化項目揭秘

• 一秒法則的實現(xiàn)

• 啟動時間和頁面幀率提升 20%

• Android 手機(jī)內(nèi)存節(jié)省50%

• ……

• 7.高德 APP 全鏈路源碼依賴分析

• 高德 APP 平臺架構(gòu)

• 基礎(chǔ)實現(xiàn)原理

• 項目架構(gòu)

• 應(yīng)用場景及實現(xiàn)原理

• ……

• 8.徹底干掉OOM的實戰(zhàn)經(jīng)驗分享

• 排查內(nèi)存泄漏

• 兜底策略

• 內(nèi)存峰值太高

• 特大圖排查優(yōu)化

• ……

• 9.微信 Android終端內(nèi)存優(yōu)化實踐

• Activity 泄露檢測

• Bitmap 分配及回收追蹤

• Native 內(nèi)存泄漏檢測

• 線程監(jiān)控

• 內(nèi)存監(jiān)控

• ……

總結(jié)

性能優(yōu)化不是更新一兩個版本就可以解決的，是持續(xù)性的需求，持續(xù)集成迭代反饋。在實際的項目中，在項目剛開始的時候，由于人力和項目完成時間限制，性能優(yōu)化的優(yōu)先級比較低，等進(jìn)入項目投入使用階段，就需要把優(yōu)先級提高，但在項目初期，在設(shè)計架構(gòu)方案時，性能優(yōu)化的點也需要提早考慮進(jìn)去，這就體現(xiàn)出一個程序員的技術(shù)功底了。

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