[學習筆記]Android開發藝術探索:Android性能優化

Android設備作爲一種移動設備,不管是內存還是CPU的性能都受到了一定的限制,也意味着Android程序不可能無限制的使用內存和CPU資源,過多的使用內存容易導致OOM,過多的使用CPU資源容易導致手機變得卡頓甚至無響應(ANR)。這也對開發人員提出了更高的要求。
本章主要介紹一些有效的性能優化方法。主要包括佈局優化、繪製優化、內存泄漏優化、響應速度優化、ListView優化、Bitmap優化、線程優化等;同時還介紹了ANR日誌的分析方法。

Android的性能優化方法

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佈局優化

佈局優化的思想就是儘量減少佈局文件的層級,這樣繪製界面時工作量就少了,那麼程序的性能自然就高了。
刪除無用的控件和層級,其次就是有選擇的使用性能較低的ViewGroup,如果佈局中既可以使用Linearlayout也可以使用RelativeLayout,那就是用LinearLayout,因爲RelativeLayout功能比較複雜,它的佈局過程需要花費更多的CPU時間。有時候通過LinearLayou無法實現產品效果,需要通過嵌套來完成,這種情況還是推薦使用RelativeLayout,因爲ViewGroup的嵌套相當於增加了佈局的層級,同樣降低程序性能。

另一種手段是採用標籤、標籤和ViewStub。

標籤
標籤用於佈局重用,可以將一個指定的佈局文件加載到當前佈局文件中。只支持android:layout_開頭的屬性,當然android:id這個屬性是個特例;如果指定了android:layout_這種屬性,那麼要求android:layout_width和android:layout_height必須存在,否則android:layout_屬性無法生效。如果指定了id屬性,同時被包含的佈局文件的根元素也指定了id屬性,會以指定的這個id屬性爲準。

標籤
標籤一般和標籤一起使用從而減少佈局的層級。如果當前佈局是一個豎直方向的LinearLayout,這個時候被包含的佈局文件也採用豎直的LinearLayout,那麼顯然被包含的佈局文件中的這個LinearLayout是多餘的,通過標籤就可以去掉多餘的那一層LinearLayout。

ViewStub
ViewStub意義在於按需加載所需的佈局文件,因爲實際開發中,有很多佈局文件在正常情況下是不會現實的,比如網絡異常的界面,這個時候就沒必要在整個界面初始化的時候將其加載進來,在需要使用的時候再加載會更好。在需要加載ViewStub佈局時:

((ViewStub)findViewById(R.id.stub_import)).setVisibility(View.VISIBLE);
//或者
View importPanel = ((ViewStub)findViewById(R.id.stub_import)).inflate();

當ViewStub通過setVisibility或者inflate方法加載後,ViewStub就會被它內部的佈局替換掉,ViewStub也就不再是整個佈局結構的一部分了。

繪製優化

View的onDraw方法要避免執行大量的操作;

  1. onDraw中不要創建大量的局部對象,因爲onDraw方法會被頻繁調用,這樣就會在一瞬間產生大量的臨時對象,不僅會佔用過多內存還會導致系統頻繁GC,降低程序執行效率。
  2. onDraw也不要做耗時的任務,也不能執行成千上萬的循環操作,儘管每次循環都很輕量級,但大量循環依然十分搶佔CPU的時間片,這會造成View的繪製過程不流暢。根據Google官方給出的標準,View繪製保持在60fps是最佳的,這也就要求每幀的繪製時間不超過16ms(1000/60);所以要儘量降低onDraw方法的複雜度。

內存泄露優化

內存泄露是最容易犯的錯誤之一,內存泄露優化主要分兩個方面;
一方面是開發過程中避免寫出有內存泄露的代碼,另一方面是通過一些分析工具如LeakCanary或MAT來找出潛在的內存泄露繼而解決。

  1. 靜態變量導致的內存泄露
    比如Activity內,一靜態Conext引用了當前Activity,所以當前Activity無法釋放。或者一靜態變量,內部持有了當前Activity,Activity在需要釋放的時候依然無法釋放。
  2. 單例模式導致的內存泄露
    比如單例模式持有了Activity,而且也沒用解註冊的操作。因爲單例模式的生命週期和Application保存一致,生命週期比Activity要長,這樣一來就導致Activity對象無法及時被釋放。
  3. 屬性動畫導致的內存泄露
    屬性動畫中有一類無限循環的動畫,如果在Activity播放了此類動畫並且沒有在onDestroy中去停止動畫,那麼動畫會一直播放下去,並且這個時候Activity的View會被動畫持有,而View又持有了Activity,最終導致Activity無法釋放。解決辦法是在Activity的onDrstroy中調用animator.cancel()來停止動畫。

響應速度優化和ANR日誌分析

響應速度優化的核心思想就是避免在主線程中去做耗時操作,將耗時操作放在其他線程當中去執行。Activity如果5秒無法響應屏幕觸摸事件或者鍵盤輸入事件就會觸發ANR,而BroadcastReceiver如果10秒還未執行完操作也會出現ANR。
當一個進程發生ANR以後系統會在/data/anr的目錄下創建一個文件traces.txt,通過分析該文件就能定位出ANR的原因。

ListView優化和Bitmap優化

ListView/GridView優化:採用ViewHolder避免在getView中執行耗時操作;其次通過列表的滑動狀態來控制任務的執行頻率,比如快速滑動時不是和開啓大量異步任務;最後可以嘗試開啓硬件加速使得ListView的滑動更加流暢。
Bitmap優化:主要是想是根據需要對圖片進行採樣顯示,詳細請參考12章。

線程優化

線程優化的思想是採用線程池,避免程序存在大量的Thread。詳細參考第11章的內容。

一些性能優化的小建議

  • 避免創建過多的對象,尤其在循環、onDraw這類方法中,謹慎創建對象;
  • 不要過多的使用枚舉,枚舉佔用的內存空間比整形大。
  • 常量使用static final來修飾;
  • 使用一些Android特有的數據結構,比如SparseArray和Pair等,他們都具有更好的性能;
  • 適當的使用軟引用和弱引用;
  • 採用內存緩存和磁盤緩存;
  • 儘量採用靜態內部類,這樣可以避免非靜態內部類隱式持有外部類所導致的內存泄露問題。

提高程序的可維護性

  1. 提高可讀性:命名規範;代碼之間排版需留出合理的空白來區分不同的代碼塊;針對非常關鍵的代碼添加註釋。
  2. 代碼的層級性:不要把一段業務邏輯放在一個方法或者一個類中全部實現,要把它分成幾個子邏輯,然後每個子邏輯做自己的事情,這樣即顯得代碼層級分明,這樣利於提高程序的可擴展性。
  3. 恰當的使用設計模式可以提高代碼的可維護性和可擴展性,Android程序容易遇到性能瓶頸,要控制設計的度,不能太牽強,避免過度設計。
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