《Android性能调优&优良程序风格》

Preface：

       运行Android系统的手机或其他移动设备，其内存和CPU性能都受到了一定的限制，这方面完全不能和PC机、服务器相比。所以，在开发App时，稍不留意，就会出现各种各样的不良情况。如果你的Android程序过多使用内存（导致OOM）、过多使用CPU资源（导致ANR）、内存泄漏（提高了OOM的发生几率）等，则会使得开发出来的App无法正常使用。所以，对于程序的性能调优至关重要。


       下面总结了常用的几种性能调优方法：

一、Android的性能调优方法

1. 布局优化

1.1基本思想

尽量减少布局文件的层级。

1.2 基本方法

• 先检查一下当前的xml布局文件中是否有无用或多余的控件和层级，有则删除。
• 有选择性地使用性能较低的ViewGroup（如RelativeLayout）。如果当前布局既可使用LinearLayout，也可使用RelativeLayout，则使用前者。LinearLayout和FrameLayout都是简单高效的ViewGroup，故布局时应多多考虑它们。
• 如果实在有必要进行布局的嵌套，则直接使用RelativeLayout。

1.3 借助相关标签进行优化

• 标签

它可以将一个指定的布局文件加载到当前的布局文件中，以实现布局文件的重用。

• 标签

它可以删减多余的层级，优化UI。多用于替换FrameLayout或当一个布局包含（include）另一个时，用它来消除层次结构中多余的ViewGroup。因此其经常和标签配合使用。

• 标签

它继承自View，是一个不可见的View，非常轻量级且宽和高均为0，因此其本身不参与任何的布局和界面绘制过程。它主要是提供了按需加载的功能，以实现对某些布局（比如进度条、网络异常界面等在特殊情况下才会显示的布局）的按需加载，减少内存的使用量并加快渲染速度。当要加载ViewStub中的布局时，可以借助setVisibility()方法或inflate()方法，此时ViewStub就会被其内部的布局替换掉。

2. 绘制优化

2.1 基本思想

要避免在View的onDraw方法中执行大量/耗时的操作。

2.2 基本方法

• 在onDraw方法中不要创建新的局部对象

因为onDraw方法可能会被频繁调用，这将导致一瞬间产生大量的临时对象，占用过多内存且使系统更加频繁GC，降低了程序的执行效率。

• 在onDraw方法中不要做耗时的操作

根据Android官方文档，View的绘制帧率保持在60fps是最佳的，也就是绘制每帧的时间大约为16ms。所以，我们应该尽量降低onDraw方法的复杂度，以提高绘制效率。

3. 内存泄漏优化

3.1 基本方法

• 避免在开发过程中写出有内存泄漏的代码。
• 通过一些内存泄漏分析工具来找出潜在的内存泄漏，继而加以解决。比如Eclipse的MAT、AS的Android Monitor（低于Android Studio3.0）和Android Profiler（Android Studio3.0以上）。

3.2 常见内存泄漏情况

• 静态变量导致的内存泄漏

比如Activity中的类静态变量持有一个对该Activity实例的引用，这将导致该Activity实例无法释放。

（因为类静态变量在类被加载进JVM中时进入了方法区，只有在类被卸载的时候才能被销毁。而一般情况下，“类被卸载”发生在“进程结束”时。但是，若当前系统的资源足够，Android是不会杀掉任何进程的）

• 单例模式导致的内存泄漏

比如Activity实例被单例模式中的某个对象持有，而单例模式的特点是其生命周期和Application保持一致，所以也导致了Activity实例无法被及时释放。

• 属性动画导致的内存泄漏

Android的属性动画中有一类无限循环的动画，如果在Activity中播放此类动画且没有在onDestroy中去停止动画，则动画会一直播放下去，尽管已经在当前界面不可见了。这时，无限循环动画持有着对当前界面View的引用，而View又持有着对当前Activity的引用，最终导致Activity实例无法释放。

（解决的方法：在Activity的onDestroy方法中使用animator.cancel()方法来停止动画。）

4. 响应速度优化

4.1 基本思想

避免在主线程/UI线程中做耗时操作。

4.2 基本方法

借助多线程技术或线程池技术，将耗时操作放在子线程中执行，也就是采用异步的方式执行耗时操作。

5. ANR异常分析

5.1 常见原因及表现

主要原因是程序的响应速度过慢（主要体现在Activity的启动速度）。若在主线程中做了很耗时的操作，会导致启动Activity时出现黑屏现象，甚至是ANR。Android规定，Activity如果5秒钟之内无法响应屏幕触摸事件或者键盘输入事件，则会出现ANR。并且对于BroadcastReceiver，如果在10秒钟之内还未执行完操作也会出现ANR。

5.2 分析并找出根源

在实际开发过程中一旦出现了ANR，其在代码上是很难被发现的，要定位其根源需要一些手段。其实，一个进程发生ANR后，系统会在/data/anr目录下创建一个文件traces.txt，通过分析该文件即可定位出ANR的根源所在。

6. ListView优化

• 基本方法：
  
  • 采用ViewHolder并避免在getView方法中执行耗时操作；
  • 要根据列表的滑动状态来控制任务（特别是异步任务）的执行频率；
  • 可以尝试开启硬件加速来提高ListView的滑动流畅度。

7. Bitmap优化

• 基本方法:

通过BitmapFactory.Options根据需要对图片进行采样，采样过程中主要使用到了BitmapFactory.Options的inSampleSize参数。

8. 线程优化

• 基本方法：

采用线程池，避免程序中存留大量的Thread，有效控制线程池的最大并发数。

9. 其他调优技巧

• 避免创建过多的对象；
• 不要过多使用枚举，因为枚举占用的内存空间比整型大；
• 对于常量，加上static final修饰；
• 考虑使用Android特有的一些数据结构，比如SparseArray和Pair等，它们都具有很好的性能；
• 适当使用软引用和弱引用；
• 采用内存缓存和磁盘缓存；
• 尽量采用静态内部类，这样可以避免潜在的由于内部类而导致的内存泄漏问题。

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二、Android的优良程序风格

优良的程序风格，无非就是指代码的可读性、层次性、扩展性等，以及设计模式的灵活运用。

1. 程序的可读性

• 命名要规范

命名要正确传达出变量或方法的含义，少用缩写。变量的前缀书写格式可以参照Android源码的前缀命名方式。如私有成员以m开头，静态成员以s开头，常量则全部用大写字母表示等。

• 代码排版合理

代码的排版上要留出合理的空白来区分不同的代码块，其中同类变量的声明要放在一组，两类变量之间要留出一行空白用以区分。

• 注释适当

只为关键的代码添加注释，不添加不必要的注释。其实，这是对上面的命名规范提出了更高的要求，如果你的命名风格足够好，则可以使得阅读你的源代码的人觉得好像在阅读注释一样，此时根本不需要为代码添加注释，因为此源代码的命名就是最好的注释！

2. 程序的层次性

代码要有分层的概念，对于一段业务逻辑，不要试图通过一个方法或一个类去全部实现，而应考虑将其分成几个子逻辑，每个子逻辑做自己的事情（此时可以分别实现各个子逻辑），最终达到分解任务从而简化逻辑的效果。

3. 程序的扩展性

项目开发过程中，我们必须应对需求的未来变更的可能性，所以在编写程序过程中必须时刻考虑程序的扩展性，时刻保持着面向扩展编程。

4. 设计模式的融入

在程序中适当地融入设计模式，可以提高代码的可读性、可维护性、可扩展性，但Android程序比较特殊，它具有性能瓶颈，应控制应用设计模式的度，不能过度设计。

参考资料：《Android开发艺术探索》