10 條提升 Android 性能的建議

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簡介 (0:00)

大家好,我是 Boris,現在是 Google 的一枚員工,目前專注於需要高性能的 App。這個分享是我長期以來從錯誤中,以及在給合作伙伴做諮詢的時候攢下的最佳實踐。如果你有一個小型的 App,讀過之後,會在你的 App 成長階段起到幫助。

我常常會見到那些啓動時間很長,滑動不流暢,甚至出現沒有反應的 App。我們通常要花很多時間去改善這些問題,畢竟我們都希望自己的 App 能夠成功。

Activity 泄漏 (1:17)

我們第一個需要修復的問題就是 Activity 泄漏,我們先來看看內存泄漏是怎麼發生的。 Activity 泄漏通常是內存泄漏的一種。爲什麼會泄漏呢?如果你持有一個未使用的 Activity 的引用,其實也就持有了 Activity 的佈局,自然也就包含了所有的 View。最棘手的是持有靜態引用。別忘了,Activity 和 Fragment 都有自己的生命週期。一旦我們持有了靜態引用,Activity 和 Fragment 就不會被垃圾回收器清理掉了。這就是爲什麼靜態引用很危險。

m_staticActivity = staticFragment.getActivity()

我看過太多次這樣的代碼了。

另外,泄漏 Listener 也是經常會發生的事情。比如說,我有下面的代碼。LeakActivity繼承自 Activity,我們有一個單例:NastyManager,當我們通過 addListener(this) 將 Activity 作爲 Listener 和 NastyManager 綁定起來的時候,不好的事情就發生了。

public class LeakActivity extends Activity {
  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    NastyManager.getInstance().addListener(this);
  }
}

想要修復這樣的 Bug,其實相當簡單,就是在你的 Acitivity 被銷燬的時候,將他和 NastyManager 取消掉綁定就好了。

@Override
public void onDestroy() {
  super.onDestroy();

  NastyManager.getInstance().removeListener(this);
}

相對上面的解決方案,我們自然還有更好的。比如我們真的需要用到單例嗎?通常,並不需要。不過某些時候可能真的很需要。我們得權衡和設計。不過無論如何,記住,當 Activity 銷燬的時候,在單例中移除掉對 Activity 的引用。下面我們討論下: 如果是內部類,會發生什麼?比如說,我們有一個在 Activity 裏有一個很簡短的非靜態 Handler。

儘管它看起來很短,但是隻要它還存活着,那麼包含它的 Activity 就會存活着。如果你不信我,在 VM 裏試試看。這就是另一個內存泄漏的案例:Activity 內部的 Handler。

public class MainActivity extends Activity {
  //...
  Handler handler;
  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    //...
    handler = new Handler() {
      @Override
      public void handleMessage(Message msg) {
              }
  }
}

Handler 是個很常用也很有用的類,異步,線程安全等等。如果有下面這樣的代碼,會發生什麼呢?handler.postDeslayed ,假設 delay 時間是幾個小時… 這意味着什麼?意味着只要 handler 的消息還沒有被處理結束,它就一直存活着,包含它的 Activity 就跟着活着。我們來想辦法修復它,修復的方案是WeakReference,也就是所謂的弱引用。垃圾回收器在回收的時候,是會忽視掉弱引用的,所以包含它的 Activity 會被正常清理掉。大概代碼如下:

private static class MyHandler extends Handler { 
  private final WeakReference<MainActivity> mActivity; 
  // ...
  public MyHandler(MainActivity activity) {
    mActivity = new WeakReference<MainActivity>(activity);
    //... 
  }

  @Override
  public void handleMessage(Message msg) { 
  }
  //...
}

概括來說:我們有個內部類,就像 Handler,內部非靜態類是不能脫離所屬類而單獨存活的,Android 裏通常是 Activity。所以,看看你的代碼裏的內部類,確保他們沒有出現內存泄漏。

相比非靜態內部類,最好使用靜態內部類。區別就是靜態內部類不依賴所屬類,他們擁有不同的生命週期。我經常見到類似的原因引起的內存泄露。

如何避免 Activity 泄漏? (8:37)
移除掉所有的靜態引用。

考慮用 EventBus 來解耦 Listener。

記着在不需要的時候,解除 Listener 的綁定。

儘量用靜態內部類。

做 Code Review。個人經驗:Code Review 能很早的發現內存泄漏。

瞭解你程序的結構。

用類似 MAT,Eclipse Analyzer,LeakCanary 這樣的工具分析內存。

在 Callback 裏打印 Log。

滑動 (10:05)

實現流暢滑動的技巧:UI 線程只用作 UI 渲染。這一條真諦能夠解決 99% 的滑動卡頓問題。不要在 UI 線程做下面的事情:

載入圖片
網絡請求
解析 JSON
讀取數據庫
做這些操作是很慢的,像圖片,網絡,JSON考慮用現成的庫,有很多社區提供的解決方案,數據庫考慮下用 Loader,支持批量更新和載入。

圖片 (11:26)
圖片相關的庫有很多,比如 Glide, Picasso, Fresco。你可以自己去了解下他們之間的區別,以幫助自己在特定場景下做出取捨。

內存(12:13)
Bitmap 操作是很需要技巧的,圖片一般比較大,而且系統對最大內存又有限制和要求。在我面對 4.0 之前的系統的時候,我簡直要崩潰了。內存管理也很需要技巧。有的時候需要放到文件裏,有的時候需要放到內存裏,別忘了,我們還有一個很有用的工具:LRUCache。

網絡(12:54)
首先,Java 的網絡請求確實是 Android 的一個阻礙。很多 Java.net 的 API 都是阻斷執行的,切記不可在 UI 線程執行網絡請求。在線程裏執行或者直接使用第三方庫吧。

異步 HTTP 其實也挺麻煩的,4.4 起 OkHttp 就成了 Android 代碼的一部分了,然而… 如果你需要最新版本的 OkHttp ,可以考慮自己引入。另外有個不錯的庫叫: Volley,也可以試試 Square 的 Retrofit。這些都能讓你的網絡請求變得更友好。

大 JSON (14:35)
在 UI 線程,也不做解析 Json 的事情,因爲這是一個很耗時的事情。試着用 Google 的 GSON 來做反序列化的操作。

對於巨大的 JSON 解析,建議用更快的 Jackson 以及 ig-json-parser,這兩個工具在 JSON 的解析上做的非常漂亮。從公司的反饋結果來看 ig-json-parser 的效率是最高的。

Looper.myLooper() == Looper.getMainLooper() 是可以幫助你確定你是否在主線程的代碼。

如何優化滑動速度? (16:56)
UI 線程只做 UI 更新。
理解併發 API。
開始使用優秀的第三方庫。
使用 Loader 加載數據庫數據
之所以要用第三方庫,是因爲你自己去完善一個複雜功能是需要花時間的。如果你打算專注在自己的功能性的 App 上,那麼用庫吧。

併發 APIs (18:00)

如何讓 App 快速響應請求是個很重要。開發者們,甚至包括我,經常忘記 Service 的方法是在 UI 線程執行的。請考慮使用 IntentService,AsyncTask,Executors,Handler 和 Loopers。

我們來盤點下這些的區別:

IntentService (19:07)
我在之前的公司,我用 IntentService 來執行上傳功能。IntentService 是一個單線程,一次一個任務的工作流。我們沒有很複雜的任務系統。如果你有大型複雜的任務,而且這個任務不需要跟 UI 打交道,那麼考慮用 IntentService 吧。

AsyncTask (19:56)
如果你的任務需要更新 UI,那麼考慮用 AsyncTask 吧,AsyncTask 雖然相對容易,但是有些坑得留意。當你旋轉手機的時候,Activity 會被關閉,然後重啓。不然可能造成內存泄露。

Executor Framework (21:11)
這是 Java 6 自帶的併發方案。默認是存在一個由系統管理的線程池,你可以通過 callback,future 來控制和管理。這根 MapRedues 發難有點像,面對複雜的任務,你希望能夠把他們拆分交給多個線程來處理。Executor 的框架就很能勝任這種場景。

如何適應併發APIs? (22:07)
學會和理解 API,懂得權衡
確保找到了問題的正確解決方案

瞭解問題真實所在

重構代碼

Deprecation (22:42)

我們肯定都知道,最好能夠避免使用廢棄的 API。比如以下的例子:

不要通過反射來調用私有 API。
不要再 NDK 和 C 語言層調用私有 Native 方法。
不要輕易調用 Runtime.exec 指令完成進程通訊功能。
adb shell am 做進程通訊並不好。
廢棄的意思是這些 API 將會被移除,通常在正式版發佈 1,2天左右,你的 App 就不會工作了。更糟糕的情況是,如果你的 App 依賴了一些庫,而這些庫喲改了廢棄的 Api 或者工具。那可就慘了,如果一旦作者沒有更新…你懂得。

不要用廢棄 Api 的另一個原因是性能問題和安全問題。

如何避免廢棄 Api:

使用正確的 API。
重構依賴。
不要濫用系統。
更新依賴和工具。
越新的通常越好。
用 Toolbar 而非 ActionBar,在需要動畫的時候用 RecyclerView,因爲它專門爲動畫做過優化。同時 Android M 裏移除了 Apache Http Connection。請使用 HttpURLConnection,它擁有更簡單的 API,更小的體積,默認的壓縮功能,更好的 Response 緩存,等等其他很讚的功能。

架構 (27:03)

架構中的 Bug 總是最爲煩人。想要避免這種問題,學習下 App 組件的生命週期。比如什麼是 Activity 的 Flag?什麼是 Fragment?什麼事 stated fragment?什麼是 task?讀讀文檔,嘗試下用回調的 log 搞清楚這些概念。

時常有人問我:“Picasso 和 Glide 哪個更好?我改用 Volley 還是 OkHttp?”,這種問題根本沒有 100% 正確的答案。不過,當我在選擇一個庫的時候,我會用下面的 Checklist 來決策:

確保它能夠解決你的問題。
確保它和當前所有的依賴能正常工作。
檢查依賴
留意一下依賴的版本衝突
瞭解維護情況和成本
總的來說,提及架構和設計,最好的方法就是讓你的程序最快響應。確保用戶能夠快速理解你的 App,並且擁有良好體驗。

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