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Android開發效能優化總結(一)

安卓開發應用首先要講究良好的使用者體驗,如果一款軟體卡頓現象嚴重,不流暢,經常崩潰,那麼將給使用者帶來極不良好的體驗,從而損失使用者。
在實際開發和學習中,我總結了一下關於安卓效能的優化,供大家參考交流。

應用程式的效能問題體現在很多方面, 比如第一次啟動速度慢,或者進入某一介面速度慢;動畫執行過程不流暢,或者動畫執行卡頓時間長;ListView列表滑動過程中卡頓,不流暢;應用程式自定義的某特定介面執行速度慢;響應某一使用者事件時長時間無響應(ANR);操作資料庫時,執行大量資料的增刪改查操作,執行速度慢;檔案讀寫頻繁,快取檔案過大導致卡頓;應用長時間執行後,隨機出現卡頓現象。

以上的問題的原因可能不只一個,並且很多情況下並不是應用本身的問題,也有可能是系統其他層次有問題,只不過體現在應用層。所以開發人員在處理效能問題時,需要做的第一件事情就是判斷是否是應用自身引起的效能問題,然後再對症下藥;但有些時候應用本身邏輯正常,但由於系統的硬體配置不足引起了異常,此時就要根據產品或專案需求,採取一些更加精準的方式優化效能,以彌補硬體配置的不足。

以下從幾個不同的角度總結一下應用程式效能優化的一些方法。

一、程式設計思想

應用層的效能優化通常可以從以下幾個方面考慮:
1. 瞭解程式語言的編譯原理,使用高效編碼方式從語法上提高程式效能;
2. 採用合理的資料結構和演算法提高程式效能,這往往是決定程式效能的關鍵;
3. 重視介面佈局優化;
4. 採用多執行緒、快取資料、延遲載入、提前載入等手段,解決嚴重的效能瓶頸;
5. 合理配置虛擬機器堆記憶體使用上限和使用率,減少垃圾回收頻率;
6. 合理使用native程式碼;
7. 合理配置資料庫快取型別和優化SQL語句加快讀取速度,使用事務加快寫入速度;
7. 使用工具分析效能問題,找出效能瓶頸;
當然肯定還有很多其他的效能優化方法,此處僅列出一些經常會用到的方法。

二、程式設計技巧
(一)Performance Tips (For Java)
Google官網上有一些關於應用程式效能提升的技巧,之前公司內也有很多總結提到過,在此簡單羅列一下,詳細內容可以從官網獲取。
http://developer.android.com/training/articles/perf-tips.html
需要說明的是,文章列出的優化技巧主要是一些微小的效能提升,決定程式整體效能的仍然取決於程式的業務邏輯設計、程式碼的資料結構和演算法。研發人員需要將這些優化技巧應用到平時的編碼過程中,積少成多,也會對效能有很大的影響。
寫出高效的程式碼需要遵循兩條原則:
不執行不必要的操作;
不分配不必要的記憶體;
兩條原則分別針對CPU和記憶體,完成必要操作的前提下儘可能的節省CPU和記憶體資源,自然執行效率要高。單純這樣說聽起來很虛,畢竟沒有一個統一的標準判斷什麼是必要和不必要的,需要結合具體情況具體分析了。
1. 避免建立不必要的物件


建立太多的物件會造成效能低下,這誰都知道,可是為什麼呢?首先分配記憶體本身需要時間,其次虛擬機器執行時堆記憶體使用量是有上限的,當使用量到達一定程度時會觸發垃圾回收,垃圾回收會使得執行緒甚至是整個程序暫停執行。可想而知,如果有物件頻繁的建立和銷燬,或者記憶體使用率很高,就會造成應用程式嚴重卡頓。
2.合理使用static成員
主要有三點需要掌握:
如果一個方法不需要操作執行時的動態變數和方法,那麼可以將方法設定為static的。
常量欄位要宣告為“static final”,因為這樣常量會被存放在dex檔案的靜態欄位初始化器中被直接訪問,否則在執行時需要通過編譯時自動生成的一些函式來初始化。此規則只對基本型別和String型別有效。
不要將檢視控制元件宣告為static,因為View物件會引用Activity物件,當Activity退出時其物件本身無法被銷燬,會造成記憶體溢位。
3. 避免內部的Getters/Setters
面向物件設計中,欄位訪問使用Getters/Setters通常是一個好的原則,但是在Android開發中限於硬體條件,除非欄位需要被公開訪問,否則如果只是有限範圍內的內部訪問(例如包內訪問)則不建議使用Getters/Setters。在開啟JIT時,直接訪問的速度比間接訪問要快7倍。
4. 使用增強for迴圈
優先使用增強for迴圈通常情況下會獲得更高的效率;除了一種情況,即對ArrayList進行遍歷時,使用普通的for迴圈效率要更高。
5. 使用public代替private以便私有內部類高效訪問外部類成員
   私有內部類的方法訪問外部類的私有成員變數和方法,在語法上是正確的,但是虛擬機器在執行時並不是直接訪問的,而是在編譯時會在外部類中自動生成一些包級別的靜態方法,執行時內部類會呼叫這些靜態方法來訪問外部類的私有成員。這樣的話就多了一層方法呼叫,效能有所損耗。
一種解決這個問題的方法就是將外部類的私有成員改為包級別的,這樣內部類就可以直接訪問,當然前提是設計上可接受。
6.合理使用浮點型別
   在Android裝置中浮點型大概比整型資料處理速度慢兩倍,所以如果整型可以解決的問題就不要用浮點型。
另外,一些處理器有硬體乘法但是沒有除法,這種情況下除法和取模運算是用軟體實現的。為了提高效率,在寫運算式時可以考慮將一些除法操作直接改寫為乘法實現,例如將“x / 2”改寫為“x * 0.5”。
7.採用<merge>優化佈局層數。 採用<include>來共享佈局。
8.延時載入View. 採用ViewStub 避免一些不經常的檢視長期被引用,佔用記憶體.
9.移除Activity預設背景,提升activity載入速度。
   如果確信在Activity中使用不透明的背景,那麼可以移除Activity的預設背景。
在程式碼中:getWindow().setBackgroundDrawable(null);
也可以在styles樣式檔案中設定並在Manifest檔案中配置

 <style name="MyStyle" parent="AppTheme">
        <item name="android:windowNoTitle">true</item>
        <item name="android:windowBackground">@null</item>  
 </style>

10.cursor 的使用
要注意管理好cursor,不要每次開啟關閉cursor.因為開啟關閉Cursor非常耗時。
不再使用的cursor要記得關閉(一般在finally語句塊執行)。
有一種情況下,我們不能直接將Cursor關閉掉,這就是在CursorAdapter中應用的情況,但是注意,CursorAdapter在Acivity結束時並沒有自動的將Cursor關閉掉,因此,你需要在onDestroy函式中,手動關閉。

protected void onDestroy() { 
      if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) { 
          mAdapter.getCursor().close(); 
      } 
      super.onDestroy(); 
    }

11.廣播BroadCast動態註冊時,記得要在呼叫者生命週期結束時unregisterReceiver,防止記憶體洩漏。
12.針對ListView的效能優化
item儘可能的減少使用的控制元件和佈局的層次;背景色與cacheColorHint設定相同顏色;ListView中item的佈局至關重要,必須儘可能的減少使用的控制元件,佈局。RelativeLayout是絕對的利器,通過它可以減少佈局的層次。同時要儘可能的複用控制元件,這樣可以減少ListView的記憶體使用,減少滑動時GC次數。ListView的背景色與cacheColorHint設定相同顏色,可以提高滑動時的渲染效能。ListView中getView是效能是關鍵,這裡要儘可能的優化。getView方法中要重用view;getView方法中不能做複雜的邏輯計算,特別是資料庫操作,否則會嚴重影響滑動時的效能;ListView資料項較多時考慮分頁載入。
13.注意使用執行緒的同步機制(synchronized),防止多個執行緒同時訪問一個物件時發生異常。
14.合理使用StringBuffer,StringBuilder,String
在簡單的字串拼接中,String的效率是最高的,例如String s = “hello” + “world”;
但大家這裡要注意的是,如果你的字串是來自另外的String物件的話,速度就沒那麼快了,例如:
    String str2 = “This is”;
    String str3 = “ a ”;
    String str4 = “ test”;
    String str1 = str2 +str3 + str4;
這裡就要求使用StringBuilder了
在單執行緒中,StringBuilder的效能要比StringBuffer高。多執行緒為了執行緒安全需要採用StringBuffer,因為它是同步的。常規下一般用StringBuilder。
15. 儘量使用區域性變數
呼叫方法時傳遞的引數以及在呼叫中建立的臨時變數都儲存在棧(Stack)中,速度較快。其他變數,如靜態變數、例項變數等,都在堆(Heap)中建立,速度較慢。另外,依賴於具體的編譯器/JVM,區域性變數還可能得到進一步優化。
16.I/O流操作記得及時關閉流物件。
17.使用IntentService代替Service
IntentService和Service都是一個服務,區別在於IntentService使用佇列的方式將請求的Intent加入佇列,然後開啟一個worker thread(執行緒)來處理佇列中的Intent(在onHandleIntent方法中),對於非同步的startService請求,IntentService會處理完成一個之後再處理第二個,每一個請求都會在一個單獨的worker thread中處理,不會阻塞應用程式的主執行緒,如果有耗時的操作與其在Service裡面開啟新執行緒還不如使用IntentService來處理耗時操作。
18.使用Application Context代替Activity中的Context
不要讓生命週期長的物件引用activity context,即保證引用activity的物件要與activity本身生命週期是一樣的
對於生命週期長的物件,可以使用Application Context
不要把Context物件設定為靜態。
19.集合中的物件要及時清理
 我們通常把一些物件的引用加入到了集合中,當我們不需要該物件時,並沒有把它的引用從集合中清理掉,這樣這個集合就會越來越大。如果這個集合是static的話,那情況就更嚴重了。
20.Bitmap的使用
較大的Bitmap注意壓縮後再使用,載入高清大圖可以考慮BitmapRegionDecoder的使用,
不再使用的Bitmap注意及時recycle().

21.巧妙的運用軟引用(SoftRefrence)
 有些時候,我們使用Bitmap後沒有保留對它的引用,因此就無法呼叫Recycle函式。這時候巧妙的運用軟引用,可以使Bitmap在記憶體快不足時得到有效的釋放。有關Java引用機制的介紹可以看我的另一篇部落格:http://blog.csdn.net/gs12software/article/details/51051813
22.儘量不要使用整張的大圖作為資原始檔,儘量使用9path圖片
應用圖示優先放在mipmap目錄下(AndroidStudio環境),其他資源圖,.9圖應該放在drawable-xxxx下,需要複製到手機sd卡上使用的應放在asset目錄
23.瞭解並使用庫函式
Java標準庫和Android Framework中包含了大量高效且健壯的庫函式,很多函式還採用了native實現,通常情況下比我們用Java實現同樣功能的程式碼的效率要高很多。所以善於使用系統庫函式可以節省開發時間,並且也不容易出錯。
24.關於WebView
在Activity或者Fragment銷燬時記得把WebView也銷燬

@Override
    protected void onDestroy() {
        if (webView!= null) {
            webView.destroy();
            webView= null;
        }
        super.onDestroy();
    }