Android性能调优 - 网络优化

1.前言

• 在移动互联网的快速发展环境下，手机用户日益对网络的使用或体验有着更深度的诉求，因此应用中的网络体验已经显得由此重要，而背后对开发者在网络性能有更高的要求。
• 网络影响：
  1.最直观的就是用户交互体验；
  2.流量的流失；
  3.电量的消耗；
• 本文从连接、传输、监控 三个维度提出相关的优化。
• 文章中实例 linhaojian的Github

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2.HTTP请求过程

http请求流程.png

• 通过上图可以很清楚的理解HTTP协议的请求过程：
  1.客户端输入域名，通过浏览器请求发送；
  2.通过DNS解析域名，得到真正需要请求的服务器IP地址；
  3.服务端接收到请求内容之后，做出响应；
  （HTTP使用Socket构建基于TCP/IP协议的通讯）
• 因此我们就可以针对上述流程总结可优化2个方向：连接、传输。

3.连接

3.1 网络状态

• 可以根据不同的网络状态(2G、3G、4G、Wifi)针对性的提供处理策略。

3.2 弱网处理

• 弱网的影响：存在较多的丢包、误码、超时、连接中断以及难以接入网络等情况；
• 针对弱网情况，可做一下优化：
  1.失败重试： 可在Retrofit等网络框架添加拦截器，实现失败重试；

3.3 IP直连

• 优点：能减少DNS的域名解析过程，从而提升连接或请求的速度。
• 缺点：IP暴露，不安全。

3.4 HttpDns

• 出自：是阿里研发的产品HttpDns。
• 作用：使用HTTP协议进行域名解析，代替现有基于UDP的DNS协议，域名解析请求直接发送到阿里云的HTTPDNS服务器，从而绕过运营商的Local DNS，能够避免Local DNS造成的域名劫持问题和调度不精准问题；

3.5 Http1.0、Http1.1、Http2.0

• 影响HTTP网络请求主要是 带宽 和 延迟 ；
• Http1.0：每个TCP连接只能发送一个请求。发送数据完毕，连接就关闭，如果还要请求其他资源，就必须再新建一个连接，每次请求连接都需要3次握手，连接成本较高，性能较差。
• Http1.1
  * 持久连接： 即TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用（对于同一个域名，大多数浏览器允许同时建立6个持久连接）；
  * 管道机制： 即在同一个TCP连接里面，客户端可以同时发送多个请求，举例：需要发送2个请求，以前HTTP1.0的做法是请求一次需要等等响应，再请求第二次类似于一问一答，而HTTP1.1就支持同时请求，之后按序响应；
  * 缺点：队头阻塞，上述已说明HTTP1.1的TCP连接复用与响应按序的，那么在多个请求使用同一个TCP连接的时候，一个响应的特别慢的时候，会影响后续的响应速度。
• Http2.0
  * 降低延迟： 路复用通过多个请求stream共享一个tcp连接的方式，解决了HOL blocking的问题，降低了延迟同时提高了带宽的利用率。
  * 请求优先级： 多路复用带来一个新的问题是，在连接共享的基础之上有可能会导致关键请求被阻塞。SPDY允许给每个request设置优先级，这样重要的请求就会优先得到响应。
  * header压缩： 前面提到HTTP1.x的header很多时候都是重复多余的。选择合适的压缩算法可以减小包的大小和数量。
  * 数据传输： HTTP/2采用二进制格式而非文本格式。

3.6 连接复用

• 根据相同的HOST请求，可以设计连接的缓存，实现连接池进行复用。例如：OkHttp中的Dispatcher；

4.传输

4.1 Protocol Buffers

• 定义：Protocol Buffers 和 XML、JSON一样都是结构数据序列化的工具。
• 作用：通过将结构化的数据（拥有多种属性）进行序列化，从而实现**数据存储和交换的功能 **。
• 优点：在传输数据量较大的需求场景下，Protocol Buffer 比 XML、JSON 更小（3到10倍）、更快（20到100倍）、使用 & 维护更简单；而且 Protocol Buffer 可以跨平台、跨语音使用。

4.2 Gzip

• 定义：在 http／1.0 协议中关于服务端发送的数据可以配置一个 Content-Encoding 字段，这个字段用于说明数据的压缩方法。(Content-Encoding：gizp、Accept-Encoding: gzip)

4.3 网络缓存

• 网络缓存：提供一种将数据存储到本地的思想，实现减少服务器的请求负荷、加快请求速度、无网也能显示内容。例如：OkHttp的缓存机制（强制缓存 与 对比缓存）。

强制缓存：在缓存数据未失效的情况下，可以直接使用缓存数据，由两个字段Expires和Cache-Control用于标明失效规则。
对比缓存：表示需要和服务端进行相关信息的对比，由服务器决定是使用缓存还是最新内容，如果服务器判定使用缓存，返回响应吗304，判定使用最新内容，则返回响应码200和最新数据（ETag和If-None-Match）。

4.4 图片传输

1.可通过Webp的图片格式传输。
2.可实现图片缓存机制(`二级缓存：Lrucache;DisLrucache等`)。

4.5 预加载

• 在设计业务请求时，可合理的设计 数据提前加载 的方式，提升用户的体验。

5.监控

5.1 Android Profiler

Android Profile.png

• Receiving：表示下行流量, 即下载接收；
• Sending：表示上行流量, 即上传发送；

5.2 Stetho

• Stetho 是Facebook开源的Andorid调试工具。当你的应用集成Stetho时，开发者可以访问Chrome，在Chrome Developer Tools中查看应用布局，网络请求，sqlite，preference等等，可视化一切应用操作（更重要的是不用root）。
  
  

  stetho.png
  
  
  

  stetho1.png

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5.总结

• 到此，网络优化 介绍完毕。
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