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浅析Android三大性能优化方法 和其它技术优化

Android设备作为一种移动设备,不管是内存还是CPU的性能都受到了一定的限制,无法做到像PC设备那样具有超大的内存和高性能的CPU,这也意味着Android程序不可能无限制地使用内存和CPU资源,过多地使用内存会导致程序内存溢出,即OOM。而过多地使用CPU资源,一般指做大量的耗时任务,会导致手机变得卡顿甚至出现无法响应的情况,即ANR。

Android的性能优化方法

1、布局优化

布局优化的思想很简单,就是尽量减少布局文件的层级,布局中的层级少了,这就意味着Android绘制时的工作量少了,那么程序的性能自然就高了。

那么如何进行布局优化呢?有以下两点:

• 首先删除布局中无用的看控件和层级,其次有选择地使用性能较低的ViewGroup,比如RelativeLayout。
• 可以采用标签、标签、ViewStub。标签主要用于布局重用,标签一般配合标签使用,它可以降低减少布局的层级,而ViewStub则提供了按需加载的功能。

2、绘制优化

绘制优化是指View的onDraw方法要避免执行大量的操作,主要体现在两个方面:

• onDraw中不要创建新的局部对象,这是因为onDraw方法可能会被频繁调用,这样就会在一瞬间产生大量的临时对象,这不仅占用了过多的内存而且还会导致系统会更频繁gc,降低程序的执行效率。

• onDraw方法中不要做耗时的任务,也不能执行成千上万次的循环操作,尽管每次循环都很轻量级,但是大量的循环仍然十分抢占CPU的时间片,这会造成View的绘制过程很不流畅。

3、内存优化

内存泄露在开发过程中是一个需要重视的问题,内存优化分为两个方面,一方面是在开发过程中避免写出有内存泄露的代码,另一方面是通过一些分析工具比如MAT来找出潜在的内存泄露继而解决。

场景1:静态变量导致内存泄露

比如下面这段代码:

public class MainActivity extends Activity {
    private static final String TAG = "MainActivity";
    private static Context sContext;
    private static View sView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        sContext = this;
        sView = new View(this);
    }
}复制代码


MainActivity无法正常销毁,因为静态变量sContext引用了它。同样,sView是一个静态变量,他内部持有了当前Activity,所以Activity仍然无法释放。

场景2:单例模式导致内存泄露

静态变量导致的内存泄露都太过明显了,但单例模式所带来的内存泄露是我们容易忽视的。比如下面这段代码:

public class TestManager {
    private List mOnDataArrivedListeners = new ArrayList();

    private static class SingletonHolder {
        public static final TestManager INSTANCE = new TestManager();
    }

    private TestManager() {
    }

    public static TestManager getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

    public synchronized void registerListener(OnDataArrivedListener listener) {
        if (!mOnDataArrivedListeners.contains(listener)) {
            mOnDataArrivedListeners.add(listener);
        }
    }

    public synchronized void unregisterListener(OnDataArrivedListener listener) {
        mOnDataArrivedListeners.remove(listener);
    }

    public interface OnDataArrivedListener {
        public void onDataArrived(Object data);
    }
}
复制代码

 首先提供一个单例模式的TestManager,TestManager可以接收外部的注册并将外部的监听器存储起来。然后用Activity实现OnDataArrivedListener接口并向TestManager注册监听,但是如果缺少解注册的操作,会引起内存泄露。比如下面这段代码:


protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TestManager.getInstance().registerListener(this);
        }
复制代码

Activity的对象被单例模式的TestManager所持有,而单例模式的特点是其生命周期和Application保持一致,因此Activity对象无法被及时释放。

场景3:属性动画导致的内存泄露

从Android3.0开始,Google提供了属性动画,属性动画中有这么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中停止动画,那么动画就会一直播放下去,尽管已经无法在界面上看到动画效果,但这个时候Activity的View会被动画持有,而View又持有了Activity,最终Activity无法释放。

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(mButton, "rotation", 0, 360).setDuration(2000);
    animator.setRepeatCount(ValueAnimator.INFINITE);
    animator.start(); //animator.cancel(); }
}复制代码

4、响应速度优化和ANR日志分析

响应速度优化的核心思想是避免在主线程中做耗时操作,但是有时候的确有很多耗时操作,怎么办呢?可以将这些耗时操作放在线程中去执行,即采用异步的方式执行耗时操作。响应速度过慢更多地体现在Activity的启动速度上面,如果在主线程中做太多的事情,会导致Activity启动出现黑屏现象,甚至出现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就会出现ANR,而BroadcastReceiver如果10秒之内还未执行完操作也会出现ANR,那么在实际开发过程中遇到ANR,怎么定位问题呢?其实当一个进程发生ANR了以后,系统会在/data/anr/目录下创建一个文件traces.txt,通过分析这个文件就能定位出ANR的原因。比如下面代码在Activity的onCreate中休眠30s,程序运行持续点击屏幕,应用一定会出现ANR:

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    SystemClock.sleep(30 * 1000);
}复制代码

5、ListView和Bitmap优化

ListView优化三个方面:
• 采用ViewHolder并避免在getView中执行耗时操作
• 根据列表的滑动状态来控制任务的执行频率,比如当列表快速滑动时显然是不太适合开启大量异步任务的。
• 尝试开启硬件加速来使ListView的滑动更加流畅。

Bitmap优化,主要是通过BitmapFactory.Options来根据需要对图片进行采样,采样过程中主要用到了BitmapFactory.Option的inSampleSize参数。

6、线程优化

线程优化的思想是采用线程池,避免在程序中存在大量的Thread。线程池可以重用内部的线程,从而避免了现场的创建和销毁所带来的性能开销,同时线程池还能有效地控制线程池的最大并发数,避免大量的线程因互相抢占系统资源从而导致阻塞现象发生。

7、其他性能优化建议

还有一些其他性能优化的小建议,通过它们可以在一定程度上提高性能:

• 避免创建过多的对象
• 不要过多使用枚举,枚举占用的内存空间要比整型大
• 常量请用static final来修饰
• 使用一些Android特有的数据结构,比如SpareArray和Pair等,它们都具有更好的性能
• 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,这样可以避免在的由于内部类而导致的内存泄露

内存泄露分析之MAT工具

MAT的全称是Eclipse Memory Analyzer,他是一款强大的内存泄露分析工具。MAT提供了很多功能,但是最常用的只有Histogram和Dominator Tree,通过Histogram可以直观看出内存中不同类型的buffer的数量和占用的内存大小,而Dominator Tree则把内存中的对象按照从大到小的顺序进行排序,并且可以分析对象之间的引用关系,内存泄露分析就是通过Dominator Tree来完成。在Dominator Tree中内存泄露的原因一般不会直接显示出来,这个时候需要按照从大到小的顺序去排查一遍。

提高程序的可维护性

主要是提高代码的可维护性和可扩展性,而程序的可维护性本质上也包含可扩展性。

• 命名要规范,要能正确地传达出变量或者方法的含义,少用缩写,关于变量的前缀可以参考Android源码的命名方式,比如私有方式以m开头,静态成员以s开头,常量则全部用大写字母表示,等等。
• 代码的排版上需要留出合理的空白区分不同的代码块,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作为区分。
• 仅为非常关键的代码添加注释,其他地方不写注释,这就对变量和方法的命名风格提出了很高的要求。
• 代码的层次性指代码要有分层的概念,对于一段业务逻辑,不要试图在一个方法或者一个类中去全部实现,它可以分成几个子逻辑,然后每个子逻辑做自己的事情。单一职责是和层次性相关联,代码分成以后,每一层仅仅关注少量的逻辑,这样就做到了单一职责。


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