APP性能-網絡優化-設計篇

在當前WiFi普及的大環境下，我們很容易忽略網絡的問題，特別是在我們在室內測試的時候。
基於下面三個原因，我們有必要做網絡優化

1. 有效地網絡使用能夠提高用戶體驗。

2. 有效使用網絡能夠大幅減少電量使用，因網絡傳輸數據是電量消耗的一個最重要的來源。

3. 有效的網絡使用有時候能夠顯著減少佔用帶寬。

簡單的優化

訪問網絡之前，先檢測網絡是否可用

1. 通過ConnectivityMananger來判斷
2. 通過Broadcast Receiver監聽網路變化。

下載優化

1.優化下載機制

Radio State Machine.

上圖是使用AT&T的3G信號的計時情況，資料來自於efficient-network-access

Full power: 當網絡連接激活時，設備可以以最大可能的速率傳輸數據
Low Power:Full power的使用50%電量的點狀態。
Standby:最小的能量狀態，當沒有網絡使用申請或者網絡被激活。

因爲APP每次創建一個網絡connections，從連接到關閉會經歷上圖中的Radio State Machine.下圖是對比不綁定數據傳輸和綁定數據傳輸的使用情況：

綁定數據傳輸會讓Radio大多數時候處於standby。

在這個設計原則的指引下，我們應該儘可能做到，預先獲取需要的數據，儘可能把需要的數據綁定傳輸給APP端，重用網絡連接（把多個HTPP GET請求壓縮到一個HTPP GET請求）。下面舉幾個例子

1. 音樂播放器，在播放音樂的同時，通過突發傳輸流的方式保持一首歌的緩衝，而不是一次性下載整個專輯，這樣會讓網絡連接一直保持在激活狀態。

2. 新聞閱讀器，在不影響APP體驗的前提下，預先下載用戶可能需要用到的新聞列表（至少是推薦列表）的標題，內容，縮略圖，大圖應該在用戶點擊縮略圖的時候再去下載。

3. 視頻，每隔2-5分鐘預先緩衝接下來幾分鐘用戶要看到的視頻幀。

下面是可以幫助實現批量處理網絡使用的工具

2.優化數據更新請求，這裏的更新包括數據更新和版本更新，通過下面幾點做到

1. 沒有網絡的時候，停止後臺的更新請求
2. 當電量低的時候，減少更新頻率
3. 用推送代替輪詢，來查詢服務器是否有新數據。
4. 如果要使用輪詢，可以使用 JobScheduler, AlarmManager, and Firebase JobDispatcher

3.優化冗餘的下載，通過下面幾點做到。

• 通過RESTfull API的設計原則，儘量做到API只傳輸需要的數據。最常見的例子就是，列表和詳情，列表API應該僅僅包括當前顯示要的數據，詳情API應該是另外一個包含更多信息的。不合理的設計中，列表API會包含詳情API。

• 服務端應該提供，根據所需尺寸獲取對應大小的圖片，七牛已經幫我們實現了。使用WebP格式；同樣的照片，採用WebP格式可大幅節省流量，相對於JPG格式的圖片，流量能節省將近 25% 到 35 %；相對於 PNG 格式的圖片，流量可以節省將近80%。最重要的是使用WebP之後圖片質量也沒有改變

• 緩存經常使用的數據，前提是必須保證這個數據是最新的，可以通過如下代碼實現

// url represents the website containing the content to place into the cache.
    HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();

    long currentTime = System.currentTimeMillis();
    long expires = conn.getHeaderFieldDate("Expires", currentTime);
    long lastModified = conn.getHeaderFieldDate("Last-Modified", currentTime);

    // lastUpdateTime represents when the cache was last updated.
    if (lastModified < lastUpdateTime) {
        // Skip update
    } else {
        // Parse update
        lastUpdateTime = lastModified;
    }

• 用增量升級代替全量升級，參考bugly的補丁升級

備註：敏感的數據可以存儲到app安裝目錄，非敏感數據可以存儲到sdcard,但是需要注意的是，如果存儲到APP安裝目錄，有可能會因爲手機內存緊張，而被某些工具清除掉。

4.根據網絡連接類型來修改相應的下載策略

這個原則，就是在網絡最好的情況下載最大的數據，下面代碼可以幫助我們理解

ConnectivityManager cm =
     (ConnectivityManager)getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);

    TelephonyManager tm =
      (TelephonyManager)getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE);

    NetworkInfo activeNetwork = cm.getActiveNetworkInfo();

    int PrefetchCacheSize = DEFAULT_PREFETCH_CACHE;

    switch (activeNetwork.getType()) {
      case (ConnectivityManager.TYPE_WIFI):
        PrefetchCacheSize = MAX_PREFETCH_CACHE; break;
      case (ConnectivityManager.TYPE_MOBILE): {
        switch (tm.getNetworkType()) {
          case (TelephonyManager.NETWORK_TYPE_LTE |
                TelephonyManager.NETWORK_TYPE_HSPAP):
            PrefetchCacheSize *= 4;
            break;
          case (TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EDGE |
                TelephonyManager.NETWORK_TYPE_GPRS):
            PrefetchCacheSize /= 2;
            break;
          default: break;
        }
        break;
      }
      default: break;
    }

5.使用網絡緩存

對服務端返回數據進行緩存，設定有效時間，有效時間之內不走網絡請求，減少流量消耗。對網絡的緩存可以參見HttpResponseCache

6.斷點下載和上傳

斷點續傳，文件、圖片等的下載，採用斷點續傳/下載，不浪費用戶之前消耗過的流量。最典型的例子就是斷點下載升級版本。

優化數據傳輸格式

重構數據傳輸

1. 可以通過把請求數據zip壓縮的方式傳輸。
2. 使用Protocol Buffers or FlatBuffers 替代gson, xml，因爲前兩者更加簡潔，輕量級。

優化上傳

大文件上傳，包括圖片，視頻等

大文件上傳失敗率比較高，，同時帶寬、時延、穩定性等因素在此場景下的影響也更加明顯；

避免整文件傳輸，採用分片傳輸；根據網絡類型以及傳輸過程中的變化動態的修改分片大小；每個分片失敗重傳的機會。

使用好工具

APP性能-網絡優化-工具篇

參考文檔：
https://developer.android.com/training/efficient-downloads/efficient-network-access.html

https://developer.android.com/topic/performance/power/network/action-any-traffic.html

Android性能優化（八）之網絡優化

https://developer.android.com/reference/android/net/http/HttpResponseCache.html

https://github.com/Juude/awesome-android-performance