App优化 - 消除卡顿优化

前言

1. App优化 - 需要优化哪些？
2. App优化 - 性能分析工具
3. App的3种启动方式
4. App优化 - App启动速度优化
5. App优化 - 布局优化
6. App优化 - 消除卡顿优化
7. App优化 - ANR优化
8. App优化 - 电池省着用
9. App优化 - 网络优化

1. 感知卡顿

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用户之所以会感觉到卡顿，是界面刷新的原因，界面性能取决于UI渲染性能，如果UI过于复杂，或者实现不够好，设备也不给力，界面就会卡顿，给用户卡顿的感觉。

1.1>：16ms原则？

Android系统每隔16ms会发出 vsync信号，重绘界面（Activity）；

1.2>：16ms原因？

因为Android的刷新率是60FPS（Frame Per Second），即就是每秒60帧的刷新率，约16ms刷新一次，如下图所示；

图片.png

上图意思就是：

每隔16ms重绘一次Activity界面，每隔16ms重绘一次Activity界面，每隔16ms重绘一次Activity界面；
也就是说我们需要在16ms之内要完成下一次刷新界面的所有相关的运算和操作，来重绘解Activity界面，如果16ms没有完成需要刷新界面的 相关运算和操作，就会导致丢帧、用户感觉界面卡顿，如果界面过于复杂，丢帧会更多，卡到爆。

1.3>：举例

1>：比如我们更新屏幕背景图片，需要24ms来完成运算和操作，当系统在第一个16ms刷新Activity界面时，因为还没运算完，所以不能绘制出图片，当系统下一次再发出 vsync信号重绘界面时，可以重绘界面，用户能看到更新后的图片，也就是说32ms后看到刷新而不是24ms，这个叫做丢帧；

2>：丢帧给用户感觉就是卡顿，如果运算复杂，丢帧会更多，界面会停滞不前，卡到爆；

2. 卡顿原因？

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2.1：布局过于复杂

界面性能取决于UI渲染性能，UI渲染由CPU和GPU两个部分共同完成；

CPU处理内存，负责执行onMeasure()、onLayout()、onDraw()等一些运算；
GPU处理界面，负责将UI绘制到界面上；

如果UI布局层次太深，或者自定义View中的onDraw()方法有复杂的计算，CPU运算可能大于16ms，导致卡顿；
可以使用Hierarchy Viewer工具分析布局，以图形化树状结构展示UI层级，会对每个节点给出三个小圆点，表示该元素的onMeasure()、onLayout()、onDraw()的耗时及性能；

2.1：过度绘制（Overdraw）

定义： overdraw：同一个像素点被绘制多次

理想情况是，每一个界面中每一帧，每一个像素点，应该只能被绘制一次，如果有多次绘制，就是Overdraw过度绘制了；

2.1：调试Overdraw

手机 -> 开发者选项 -> 调试GPU过度绘制，有5种颜色：
原色：没有被绘制overdraw；
蓝色：只绘制1次overdraw；
绿色：绘制2次overdraw；
粉色：绘制3次overdraw；
红色：绘制4次overdraw；
一般是：蓝色性能比较优的；

2.2：Overdraw的分析

常见就是：
1>：绘制多重布局
在xml布局文件中，background属性在根布局和子布局中重复设置
举例如下：

图片.png

中间的ViewPager设置了background属性：

ViewPager所在的根布局的也设置了background属性：

    ...

解决方法就是：这两个background属性任意去掉一个就可以，因为两个background同时都给ViewPager设置了背景，所以需要去掉一个，效果如下：

图片.png

注意：

过度绘制overdraw主要原因就是背景多重绘制。多重绘制原因就是在根布局及子布局中多次使用同一个background属性，一般建议把background属性写到 根布局中就ok，这样就可以避免 过度绘制overdraw。

2.3：UI线程的复杂运算

StrictMode：基于线程或者VM设置的策略，用于检测主线程的磁盘读写、网络访问等耗时操作；一旦检测到线程违例，控制台就会输出一些警告，包含一个trace信息，它会展示你的应用在什么地方出现的问题；
用法：
在BaseApplication中的onCretate()中开启 StrictMode：

public void onCreate() {
    if (BuildConfig.DEBUG) {
        // 针对线程的相关策略
        StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
                .detectDiskReads()
                .detectDiskWrites()
                .detectNetwork()   // or .detectAll() for all detectable problems
                .penaltyLog()
                .build());
                
        // 针对VM的相关策略
        StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
                .detectLeakedSqlLiteObjects()
                .detectLeakedClosableObjects()
                .penaltyLog()
                .penaltyDeath()
                .build());
    }
    super.onCreate();
}

注意：

如果线程出现问题，会在控制台输出警告，能定位到具体代码

2.4：频繁的GC原因？

执行GC操作的时候，任何线程的任何操作都会需要暂停，等GC操作完之后其他操作才可以进行，所以说频繁的GC会导致界面卡顿

导致频繁的GC有2个原因：

1>：内存抖动：大量对象被创建，又在短时间内马上释放；
2>：瞬间产生大量对象，会严重占用Young Generation内存。当达到阈值，剩余空间不够时，也会触发GC。即使每次分配的对象需要占用很少的内存，但它们叠加在一起会增加Heap的压力，从而触发更多的GC，结果就是可能造成丢帧，会让用户感受到卡顿；

瞬间产生大量对象的场景：

1>：循环new对象；
2>：onDraw()方法中new对象；