Android 開發你需要了解的那些事

本文微信公衆號「AndroidTraveler」首發。

背景

最近部門有新入職員工,作爲規劃技術路線的導師,這邊給新員工安排了學習路線。

除了基本的學習路線之外,每次溝通,我都留了一個小問題,讓小夥伴去思考。

這些問題有些是剛接觸 Android 開發的小夥伴所不熟悉的,有些則是部分初級工程師都沒有注意到的。

因此這邊紀錄一下,希望幫助剛畢業進入職場的 Android 小夥伴,或是對這些還不是很熟悉的 Android 開發工程師們。

如有補充或者交流,歡迎留言。

第一點:ANR 的其中一個條件並不是在 Activity 主線程做耗時任務

Q: 你是否瞭解過 ANR?
A: 知道,但不是很瞭解。

Q: 什麼情況下會出現 ANR?
假設這裏回答的不是“在主線程執行耗時任務”的話,可以不繼續追問,直接讓小夥伴去了解 ANR,後期再討論。
如果回答了是“在主線程執行耗時任務”的話,那麼繼續:

Q: 多久算耗時?
A: 不要超過 5s。

Q: 那麼假設我在 Activity sleep 20s,是不是就一定會 ANR?

上代碼例子:
MainActivity.java 文件:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        findViewById(R.id.button).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                Log.e("zengyu","before sleep");
                try {
                    Thread.sleep(20000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                Log.e("zengyu","after sleep");
            }
        });
    }

}

activity_main.xml 文件:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="8dp"
        android:text="Button"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

代碼功能很簡單,就是一個按鈕,點擊之後會 sleep 20 秒。在 sleep 前和 sleep 後都會打印日誌。

如果你只是點擊按鈕,然後什麼都不動,是不會有 ANR 的。

但是你點擊了按鈕之後,你繼續多次點擊按鈕,那麼就會有 ANR 了。

以下四個條件都可以造成ANR發生:
InputDispatching Timeout: 5秒內無法響應屏幕觸摸事件或鍵盤輸入事件
BroadcastQueue Timeout : 在執行前臺廣播(BroadcastReceiver)的onReceive()函數時10秒沒有處理完成,後臺爲60秒。
Service Timeout : 前臺服務20秒內,後臺服務在200秒內沒有執行完畢。
ContentProvider Timeout : ContentProvider的publish在10s內沒進行完。

所以可能很多小夥伴會把上面四個條件的第一個和 Activity 直接掛鉤,以爲是在主線程耗時超過 5s 就會 ANR。實際上是 InputDispatching。

第二點:子線程使用

Q: 既然主線程不能做耗時任務,那麼有耗時任務怎麼辦?

A: 通過 new Thread 啓動一個子線程,在子線程處理。

Q: 考慮一個場景,比如類似微信這類 IM 軟件收到消息。需要寫數據庫,這個時候需要啓動線程。當收到消息 N 多的時候,如果都用 new Thread 啓動線程的話,是否會有問題。場景模擬可以通過循環創建子線程模擬。

上代碼例子:
MainActivity.java 文件:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(5000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
}

這個部分手機廠商比如(華爲)有對線程數目做限制的話,一運行就會 crash,Logcat 會看到下面信息:

pthread_create (1040KB stack) failed: Out of memory

我這邊一開始在三星 S7 上面運行,並沒有出現。後面換成華爲 5x 手機就出現了。

Android 開發的小夥伴都知道兼容是硬傷,所以我們不能抱有僥倖心理。

針對這種情況,我們不能一遇到耗時任務,就很瀟灑的一個 new Thread 全部搞定。

如果你當前界面只有一個耗時任務,而且只需要調用一次,那麼你進入該界面用 new Thread 來處理沒有問題。

但是假設像上面我們描述的場景那樣,需要調用多次的時候。你就不能簡單粗暴的使用 new Thread 了。

推薦方式是使用線程池。
一個原因是避免一些廠商的線程數目限制。
另一個原因是減少線程的頻繁創建和銷燬。

第三點:內部類都可能存在的問題

Q: 上面我們說到了,如果界面調用一次,而且需要啓動線程的時候。可以使用 new Thread 創建,那麼直接使用 new Thread 可能還有什麼問題嗎?

這裏想考察的點可能比較晦澀一點。

由於內部類會持有外部類的引用。假設在 Activity 裏面通過匿名內部類的方式來啓動線程做耗時任務。當用戶退出界面時,由於內部類還持有 Activity 的引用,因此 Activity 沒法得到釋放。

就會存在內存泄漏問題。

解決方法也比較統一,那就是將內部類改爲靜態內部類。

所以修改後的代碼對比如下:

修改前:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //TODO
            }
        }).start();
    }
}

修改後:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        new StaticThread().start();
    }

    private static class StaticThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            //TODO
        }
    }
}

第四點:弱引用場景應用

Q: 用過 Handler 嗎?

A: 用過。

Q: 寫一下簡單的 demo 我看下。

這個是緊接第三點。如果不涉及界面交互,只需要使用到靜態內部類就可以解決。但是當 Handler 裏面需要做界面更新處理時,那麼需要使用弱引用。因爲靜態內部類的處理方式本來就是爲了避免 Activity 無法得到釋放。你如果把 Activity 直接傳進來,那麼 Activity 的引用被靜態內部類持用了,所以這個時候就需要使用到弱引用了。

直接上代碼:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static class StaticHandler extends Handler {
        private WeakReference<MainActivity> activityWeakReference;

        public StaticHandler(MainActivity mainActivity) {
            this.activityWeakReference = new WeakReference<>(mainActivity);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            //TODO
            //use activityWeakReference.get() to get view
        }
    }

    private StaticHandler mStaticHandler = new StaticHandler(this);
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mStaticHandler.sendEmptyMessage(0);
    }
}

第五點:持久化 SharedPreferences 的使用

一般很多網上教程和例子在 SharedPreferences 的數據寫入時,一般都會使用 Editor 的 commit 方法。

由於 commit 方法是同步寫入的。並且寫文件屬於 I/O 操作,如果你有大量的數據需要寫入,並且你是在主線程處理的,可能會導致流暢性受影響。極端情況下可能會出現 ANR。

我們點進去源碼看下:

If you don't care about the return value and you're using this from your application's main thread, consider using {@link #apply} instead.

其實源碼也說的很清楚了。如果你不關心返回值並且你是在應用的主線程使用的話,考慮使用 apply 替換 commit。

由於我們一般不會處理返回值,因此建議使用 apply 替換 commit。

apply 會把變化馬上寫進內存,然後通過異步方式去寫入。

Unlike {@link #commit}, which writes its preferences out to persistent storage synchronously, {@link #apply} commits its changes to the in-memory {@link SharedPreferences} immediately but starts an asynchronous commit to disk and you won't be notified of any failures.

當然源碼還有一個註釋如下:

If another editor on this {@link SharedPreferences} does a regular {@link #commit} while a {@link #apply} is still outstanding, the {@link #commit} will block until all async commits are completed as well as the commit itself.

大概意思就是 apply 如果在處理中還未完成的情況下,commit 會阻塞直到所有異步操作完成纔會去 commit。

因此如果要替換,建議將 commit 都替換爲 apply。

第六點:數據庫相關處理

這裏主要是考慮類似微信 IM 登錄後拉取大量離線消息寫入數據庫的問題。

通過對比開啓事務和不開啓事務的耗時來進行說明。

比如不開啓事務插入 10000 條紀錄和開啓事務插入 10000 條紀錄耗時對比。

對於大量的數據庫操作,建議開啓事務的方式,速度的提升是很明顯的。

參考鏈接:
Android ANR:原理分析及解決辦法

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