程序结构优化

程序优化

对用户体验影响

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所有的控件绘制、组件生命周期、控件回调 都是在主线程执行，因此减少主线程负担 是在16ms内能绘制完一帧 ，提升用户体验的主要因素之一
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工具

Traceview

关于UI卡顿问题我们还可以通过运行Traceview工具进行分析，他是一个分析器，记录了应用程序中每个函数的执行时间；我们可以打开DDMS然后选择一个进程，接着点击上面的“Start Method Profiling”按钮（红色小点变为黑色即开始运行），然后操作我们的卡顿UI（小范围测试，所以操作最好不要超过5s），完事再点一下刚才按的那个按钮，稍等片刻即可出现分析图表

整个界面包括上下两部分，上面是你测试的进程中每个线程运行的时间线，下面是每个方法（包含parent及child）执行的各个指标的值。通过上图的时间面板可以直观发现，整个trace时间段main线程做的事情特别多，其他的做的相对较少。当我们选择上面的一个线程后可以发现下面的性能面板很复杂，其实这才是TraceView的核心图表，它主要展示了线程中各个方法的调用信息（CPU使用时间、调用次数等），这些信息就是我们分析UI性能卡顿的核心关注点。如下

* Incl CPU Time 当前方法（包含内部调运的子方法）执行占用的CPU时间；
* Excl CPU Time 当前方法（不包含内部调运的子方法）执行占用的CPU时间；
* Incl Real Time    当前方法（包含内部调运的子方法）执行的真实时间，ms单位；
* Excl Real Time    当前方法（不包含内部调运的子方法）执行的真实时间，ms单位；
* Calls+Recur Calls/Total   当前方法被调运的次数及递归调运占总调运次数百分比；
* CPU Time/Call 当前方法调运CPU时间与调运次数比，即当前方法平均执行CPU耗时时间；
* Real Time/Call    当前方法调运真实时间与调运次数比，即当前方法平均执行真实耗时时间；（重点关注）

有了对上面Traceview图表的一个认识之后我们就来看看具体导致UI性能后该如何切入分析，一般Traceview可以定位两类性能问题：

* 方法调运一次需要耗费很长时间导致卡顿；
* 方法调运一次耗时不长，但被频繁调运导致累计时长卡顿。

譬如我们来举个实例，有时候我们写完App在使用时不觉得有啥大的影响，但是当我们启动完App后静止在那却十分费电或者导致设备发热，这种情况我们就可以打开Traceview然后按照Cpu Time/Call或者Real Time/Call进行降序排列，然后打开可疑的方法及其child进行分析查看，然后再回到代码定位检查逻辑优化即可；当然了，我们也可以通过该工具来trace我们自定义View的一些方法来权衡性能问题

dmtracedump

可以看见，Traceview能够帮助我们分析程序性能，已经很方便了，然而Traceview家族还有一个更加直观强大的小工具，那就是可以通过dmtracedump生成方法调用图。具体做法如下：

dmtracedump -g result.png target.trace  //结果png文件  目标trace文件

每次用到Traceview分析就已经搞定问题了，所以说dmtracedump自己酌情使用吧。

Systrace

Systrace其实有些类似Traceview，它是对整个系统进行分析（同一时间轴包含应用及SurfaceFlinger、WindowManagerService等模块、服务运行信息），不过这个工具需要你的设备内核支持trace（命令行检查/sys/kernel/debug/tracing）且设备是eng或userdebug版本才可以，所以使用前麻烦自己确认一下```

监控

目前在debug阶段 对cpu进行监控

优化点

缓冲

a. 线程池 连接池
b. 网络缓存
    http response，
    根据http头信息中的Cache-Control域确定缓存过期时间。
c. 文件IO缓存
    使用具有缓存策略的输入流，BufferedInputStream替代InputStream，BufferedReader替代  Reader，BufferedReader替代BufferedInputStream.对文件、网络IO皆适用。
d. layout缓存

数据结构选择

ArrayList和LinkedList的选择，ArrayList根据index取值更快，LinkedList更占内存、随机插入删除更快速、扩容效率更高。一般推荐ArrayList。
ArrayList、HashMap、LinkedHashMap、HashSet的选择，hash系列数据结构查询速度更优，ArrayList存储有序元素，HashMap为键值对数据结构，LinkedHashMap可以记住加入次序的hashMap，HashSet不允许重复元素。
HashMap、WeakHashMap选择，WeakHashMap中元素可在适当时候被系统垃圾回收器自动回收，所以适合在内存紧张型中使用。
Collections.synchronizedMap和ConcurrentHashMap的选择，ConcurrentHashMap为细分锁，锁粒度更小，并发性能更优。Collections.synchronizedMap为对象锁，自己添加函数进行锁控制更方便。
 
Android也提供了一些性能更优的数据类型，如SparseArray、SparseBooleanArray、SparseIntArray、Pair。
Sparse系列的数据结构是为key为int情况的特殊处理，采用二分查找及简单的数组存储，加上不需要泛型转换的开销，相对Map来说性能更优。不过我不太明白为啥默认的容量大小是10，是做过数据统计吗，还是说现在的内存优化不需要考虑这些东西，写16会死吗，还是建议大家根据自己可能的容量设置初始值

延迟操作

Java中延迟操作可使用ScheduledExecutorService，不推荐使用Timer.schedule;
Android中除了支持ScheduledExecutorService之外，还有一些delay操作，如
handler.postDelayed，handler.postAtTime，handler.sendMessageDelayed，View.postDelayed，AlarmManager定时等

避免在主线程执行过多操作。尤其某些轻微耗时操作

可以通过TraceView工具找出主线程的耗时操作和其他耗时的线程并作优化。另外减少主线程的GC停顿，因为即使并行GC，也会对heap加锁，如果主线程请求分配内存的话，也会被挂起，所以尽量避免在主线程分配较多对象和较大的对象，特别是在onDraw等函数中，以减少被挂起的时间。另外可以通过去掉ListView ,ScrollView等控件的EdgeEffect效果，来减少内存分配和加快控件的创建时间

线程优先级

注意线程的优先级，对于占用CPU较多时间的函数，也要判断线程的优先级。重要工作 及 主线程优先级要高，其他如埋点 日志等优先级放低

减少GC次数

安卓上的GC会引起性能卡顿，必须重点优化。除了第三章会详细介绍对于图片内存引起GC的优化，我们还做了如下工作：

* 减少对象分配，找出不必要的对象分配，如可以使用非包装类型的时候，使用了包装类型；字符串的+号和扩容；Handler.post(Runnable r)等频繁使用。
* 对象的复用，对于频繁分配的对象需要使用复用池。
* 尽早释放无用对象的引用，特别是大对象和集合对象，通过置为NULL，及时回收。
* 防止泄露，除了最基本的文件、流、数据库、网络访问等都要记得关闭以及unRegister自己注册的一些事件外，还要尽量少的使用静态变量和单例。
* 控制finalize方法的使用，在高频率函数中使用重写了finalize的类，会加重GC负担，使得性能上有几倍的差别。
* 合理选择容器，在性能上优先考虑数组，即使我们现在习惯了使用容器，也要注意频繁使用容器在性能上的隐患点：首先是扩容开销， HashMap扩容时重新Hash的开销较大。其次是内存开销，HashMap需要额外的Map.Entry对象分配 ,需要额外内存，也容易产生更多的内存碎片。SparseArray和ArrayList等在内存方面更有优势。再次是遍历，对于实现了RandomAccess接口的容器如ArryList的遍历，不应该使用foreach循环。
* 用工具监控和精雕细琢：在页面滑动过程中，通过Memory Monitor查看内存波动和GC情况，还可通过AlloCation Tracker工具观察内存的分配，发现很多小对象的分配问题。
* 利用Trace For OpenGL工具找出界面上导致硬件加速耗时的点，例如一些圆角图片的处理等。

优化中间件代码

中间件的代码被上层业务方调用的比较频繁，容易有较多的高频率函数，也容易产生细节上的问题。除了频繁分配对象外，例如类初始化性能，同步锁的额外开销，接口的调用时间，枚举的使用 stringbuffer&stringbuilder 的使用 等等都是不能忽视的问题。

其他

异步 并发 算法优化 jni