Android 性能优化,学习总结

作者: Ord1nAry_c568 | 来源:发表于2019-12-20 09:43 被阅读0次

1 . APP启动相关优化

1. 黑白屏

首先谈到黑白屏对于有些人可能会一脸懵逼,这是啥! 咋出来的.黑白屏是在我们的APP启动时会首先看到一个黑色的页面或者白色的页面.故称之为黑白屏. 白屏出现的原因是我们在设置项目主题的时候,让我们主题继承了 Light类型的主题例如:<style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light"> 这样设置项目主题 ,我们的APP 在启动时会显示白色页面,如果不写parent 会在老版本上显示黑屏,现在的版本都是透明显示了.

解决方式:

1.在自己的<style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light">中加入windowsbackground

2.设置windowbackground为透明的  <item name="android:windowIsTranslucent">true</item>

上面两种方式会有个问题，所有的activity启动都会显示

3.单独做成一个主题
<style name="AppTheme.Launcher">
        <item name="android:windowBackground">@drawable/bg</item>
    </style>
    <style name="AppTheme.Launcher1">
        <item name="android:windowBackground">@drawable/bg</item>
    </style>
    <style name="AppTheme.Launcher2">
        <item name="android:windowBackground">@drawable/bg</item>
    </style>
再在功能清单中的单独activity下设置
<activity
            android:theme="@style/AppTheme.Launcher"
然后在程序中使用setTheme(R.style.AppTheme);
让APP中所有的activity还是使用以前的样式，这样做就只有启动时才使用自己的样式

4.下面这种方式在QQ中被用到 ,禁止加载Priview window并且设置启动背景是透明,但是要注意 如果启动耗时会感觉无响应一段时间再进入APP,使用之前保证进入应用的耗时最短 
<item name="android:windowDisablePreview">true</item>
   <item name="android:windowBackground">@null</item>

2. 启动时长优化

APP启动时长也就是从点击app图标到肉眼可看到页面这一过程,而且APP的绘制是单线程工作的,如果在这一部分中操作过于耗时,那就会出现点击时候长时间无响应. 所以我们要降低这段时间内的耗时操作. 我们可操作性的启动周期一般是在Application的Oncreate() 方法到Activity的onResume 之间.

如果想要统计代码的运行时长可以使用如下API

Debug.startMethodTracing(filePath);
中间为需要统计执行时间的代码
Debug.stopMethodTracing();

使用上面的api 可以得到中间代码块运行的时间,主要分析Application 和Activity的的OnCreate方法,分析出耗时的操作,合理去安排.调用时机达到缩短启动时长

解决方式:

1.分析业务代码,开线程去加载实时性要求不高没有UI操作 对异步要求不高的逻辑,
2,懒加载 用到的时候栽加载,网络 数据库 配置文件.....

2. UI绘制优化

UI绘制过程中如果任务繁重,也会导致频繁GC 占用主线程资源引起页面卡顿,所以需要先了解Android的绘制原理,分析在绘制过程中可能出现的卡段的点进行分析,这里不再赘述绘制过程我的上一篇文章中会有介绍绘制流程

源码分析setContentView()到底做了什么,布局绘制是在Activity的哪个周期),所以要分析这块减少GPU工作量(绘制),减少CPU工作量(计算)

1.过渡绘制优化

减少GPU工作量,可以开启开发者模式的Profile GPU rendering/调试GPU过度绘制查看页面的绘制层级,绘制层级分为蓝色绿色粉色红色依次增加

解决方式:

1.减少背景重复挥着 
    (1)去掉单个activity的主题设置的属性可以在setContentView之前getWindow().setBackgroundDrawable(null);
    (2)去掉所有activity主题设置中的属性
直接在styles.xml中设置<item name="android:windowBackground">@null</item>
    (3)xml布局中嵌套控件的时候 背景设置要合理 优先最外层设置

设置主题背景要自行根据业务需求合理设置,

2.自定义控件使用剪裁减少控件之间重合部分
3.不要在onDraw方法中去做耗时操作,将一些全局的对象提前创建好,尤其在绘制大量图片是 ,提前在init中将bitmap 准备好.
4.合理使用api
    invalidate():不测量 不布局 只绘制
    requestLayout(): 重新测量布局 不去绘制

2.布局优化

减少CPU工作量,可以使用Device Monitor窗口中Hierarchy view去查看绘制三大方法的性能,去着重分析局部代码

三个点也是代表着View的Measure, Layout和Draw。
绿: 表示该View的此项性能比该View Tree中超过50%的View都要快；例如,代表Measure的是绿点,意味着这个视图的测量时间快于树中的视图对象的50%。
黄: 表示该View的此项性能比该View Tree中超过50%的View都要慢；
红: 表示该View的此项性能是View Tree中最慢的；。

image

解决方式:

1. xml层级嵌套一定要低,布局扁平化 ,LinearLayout 渲染会测量一次如果设置权重会测量两次, 但是RelativeLayout 会测量两次,但是RelativeLayout可以降低控件的层级,选择的时候要合理分析使用. 另外谷歌新出的协调布局ConstrainLayout也可以降低布局层级,复杂布局使用这个控件性能优于传统控件,  一般的布局使用这个控件性能消耗高于传统控件

2. 合理选择排版容器
    选用merge标签去合并,减少一层嵌套  
    不经常显示的控件使用Viewstub标签  
    经常使用的布局可以使用include 标签
    LinearLayout中的分割线可使用divide 属性 RecyclerView 分割线使用Itemdecoration
    占位布局使用Space 这个控件只是去测量(很少用)

3.内存优化

内存优化是一个大的点,也是我们最关注的,想要优化内存方面,就需要简单去了解下 ,java的虚拟机 GC回收器等方面的知识.

1.内存分析工具

top/procrank
meinfo
Procstats
DDMS
MAT
Finder-Activity
LeakCanary
LeakInspector
工具很多，掌握原理方法，工具随便找两个能用就行,用过MAT 比较容易定位问题出处

Android Profiler的使用
Run菜单下的profile...

    在图型用户界面上选择要分析的一段内存，右键export出来 
    Allocations:  动态分配对象个数
    Deallocation：解除分配的对象个数
    Total count :对象的总数
    Shallow Size：对象本身占用的内存大小
    Retained Size：GC回收能收走的内存大小

Mat工具的使用

    转换profile文件格式
    sdk/platform-tools/hprof-conv.exe
    转换命令   hprof-conv -z src dst
    下载：  https://www.eclipse.org/mat/downloads.php
    打开软件   File菜单下Open Heap Dump...     打开转换好的文件
    点击QQL按钮查找activity
        select * from instanceof android.app.Activity

2.java虚拟机

Java虚拟机会有线程私有区 ,和共享数据区,本地栈\虚拟机栈\程序计数器都在线程私有区中,程序计数器是一个代码指示器记录代码执行的地址,本地栈就是我们平时说的栈区, 栈溢出的问题会发生在这里.

共享区又分为方法区和java堆区,这些地方容易引发OOM,方法去存放

字面量public satic final java常量,符号引用类，接口全名，方法名.java堆区存放对象实例,这里也是最容易引发OOM的区域 .平时所做的优化主要集中在这一部分的.

3.GC 垃圾回收

1.引用计数法

对象创建赋值会计数加1 销毁置空会减一,早期使用的是这中方式, 这种方式的缺点是如果出现对象的相互引用计数器会出现不为0的情况,导致对象不能及时回收

2.可达性算法

GC会扫描两次根对象 ,不可达的对象会首先标记,等待第二次回收之后才会对标记对象回收,所以可以在finalize 中去激活对象的引用.

3.引用类型

强引用: Object obj=new Object();

软引用:内存不足时回收，存放一些重要性不是很强又不能随便让清除的对象，比如图片切换到后台不需要马上显示了

弱引用:第一次扫到了，就标记下来，第二次扫到直接回收

虚引用:用于跟踪GC的回收通知,产生一个回收的回调

4.内存抖动,内存溢出

内存抖动是内存频繁的分配与回收,当分配速度大于回收速度时会产生内存溢出

内存的回收算法: 标记清除算法, 复制算法,标记压缩算法,分代收集算法(年轻代老年代持久代使用的收集算法很多)

5.内存泄漏

无用的对象因引用问题长时间得不到回收,就是内存泄漏, 最终会引起内存溢出OOM

解决方式

1. 合理使用数据类型 ,不要使用比需求占用更多内存的数据类型
2.循环尽量使用foreach 少用iterator ,自动装箱尽量少用
3.数据结构与算法,(数组 链表 栈 树 图...) 少量数据使用sparse数组 ArrayMap  性能不如HashMap 但是省内存
4.少用枚举每一个枚举都是单例对象 可使用其他方式代替
    public class SHAPE {
        public static final int RECTANGLE=0;
        public static final int TRIANGLE=1;
        public static final int SQUARE=2;
        public static final int CIRCLE=3;


        @IntDef(flag=true,value={RECTANGLE,TRIANGLE,SQUARE,CIRCLE})
        @Target({ElementType.PARAMETER,ElementType.METHOD,ElementType.FIELD})
        @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
        public @interface Model{

        }

        private @Model int value=RECTANGLE;
        public void setShape(@Model int value){
            this.value=value;
        }
        @Model
        public int getShape(){
            return this.value;
        }
   }
5.static final 问题  
    static会由编译器调用clinit方法进行初始化
    static final不需要进行初始化工作，打包在dex文件中可以直接调用，并不会在类初始化申请内存
    所以基本数据类型的成员，可以全写成static final
6.字符串连接少用+  使用stringbuffer(线程安全,速度慢)  stringbuilder (线程不安全,速度快)
7.重复申请内存  
    同一个方法多次调用，如递归函数 ，直接在循环中new对象等
    不要在onMeause()  onLayout() onDraw()  中去刷新UI（requestLayout）
8.LRU算法 重用回收的对象
9.尽量使用IntentService 
10.Activity组件泄漏
    Activity的上下文不要随便传递
    非静态内部类和匿名内部类持有Activity引用 只要在内部类中能使用到Activity的方法都会默认持有上下文,可以新建一个class 使用软引用来处理
    静态修饰的控件,每个控件都会有Activity的上下文
    单例模式
    handler的postdelay()问题,在onDestory 中记得销毁可能引发内存泄漏的对象

4.图片相关

这里不再分析,现在图片的加载都在用三方工具. 也有使用哈夫曼编码对rgb的元数据进行变频压缩

1.bitmap 获取


public class ImageResize {

    /**
     *  缩放bitmap
     * @param context
     * @param id
     * @param maxW
     * @param maxH
     * @return
     */
    public static Bitmap resizeBitmap(Context context,int id,int maxW,int maxH,boolean hasAlpha,Bitmap reusable){
        Resources resources = context.getResources();
        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        // 只解码出 outxxx参数 比如 宽、高 ,不会加载整个图片
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeResource(resources,id,options);
        //根据宽、高进行缩放
        int w = options.outWidth;
        int h = options.outHeight;
        //设置缩放系数
        options.inSampleSize = calcuteInSampleSize(w,h,maxW,maxH);
        if (!hasAlpha){
            options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        }
        options.inJustDecodeBounds = false;
        //设置成能复用 图片复用设置下面两个方法
        options.inMutable=true;
        options.inBitmap=reusable;
        return BitmapFactory.decodeResource(resources,id,options);
    }

    /**
     * 计算缩放系数
     * @param w
     * @param h
     * @param maxW
     * @param maxH
     * @return 缩放的系数
     */
    private static int calcuteInSampleSize(int w,int h,int maxW,int maxH) {
        int inSampleSize = 1;
        if (w > maxW && h > maxH){
            inSampleSize = 2;
            //循环 使宽、高小于 最大的宽、高
            while (w /inSampleSize > maxW && h / inSampleSize > maxH){
                inSampleSize *= 2;
            }
        }
        return inSampleSize;
    }
}

5.包体积优化

1.将图片转换成webp 使用svg矢量图

webp 技术是从视屏解码演变过来的 ,通过像素宏预测技术去记录色块的颜色,可以使用Androidstudio的右键->convert to webp转成 webp图片用法和普通图片一样 ,转成webp图片可以减少26%左右的图片大小,android 4.0 开始原生支持.但不支持透明度,4.2.1 才支持显示包含透明度的webp图片

[官方介绍：](<https://developers.google.com/speed/webp/docs/precompiled)

项目中的简单图标可以使用svg 矢量图.

2. 去除多语言

由于第三方库，如appcompat-v7的引入，库中包含了大量的国际化资源，根据情况通过配置删除

android {
    defaultConfig {
        resConfigs "zh"
    }
}

3.NDK架构设置

如果项目中包含第三方SDK或者自己使用了ndk，如果不进行配置会打包全cpu架构的动态库进入apk。对于真机，只需要保留一个armeabi(armeabi-v7a)就可以了,基本上armable的so也是兼容armable-v7的，armable-v7a的库会对图形渲染方面有很大的改进，如果没有这方面的要求，可以精简。,x86的so库目前也只有模拟器在使用了

image

4.移除无用资源(Lint检查)

image

移除时要注意动态获取资源的方式,int indetifier =getResources().getIdentifier("img_bubble_receive", "drawable", ggetResources().getDrawable(indetifier); 动态获取资源id,未直接使用R.xx.xx 则这个id代表的资源会被认为没有使用过(类似不能混淆反射类)

5. Lint 检查

Lint 是Android Studio 提供的代码扫描分析工具，它可以帮助我们发现代码结构/质量问题，同时提供一些解决方案，而且这个过程不需要我们手写测试用。代码迭代版本一多，很容易会遗留一些无用的代码、资源文件，我们可以使用 Lint 进行清除

6. 开启混淆

Android代码混淆，是一种Android APP保护技术，用于保护APP不被破解和逆向分析。ProGuard的三大作用

压缩 移除未被使用的类、属性、方法等，并且会在优化动作执行之后再次执行（因为优化后可能会再 次暴露一些未被使用的类和成员。

优化 优化字节码，并删除未使用的结构。 

混淆 将类名、属性名、方法名混淆为难以读懂的字母


android {
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled true
        }
    }
}

7.开启删除无用资源（与Lint不同）

shrinkResources = true
shrinkResources 用来开启压缩无用资源，也就是没有被引用的文件（经过实测是drawable,layout，实际并不是彻底删除，文件名，但是没有内容，等等），但是因为需要知道是否被引用所以需要配合mififyEnable使用，只有当两者都为true的时候才起到真正的删除无效代码和无引用资源的目的与去除无用资源不同的是，比如某个java类没有用到，被混淆时删除了，而该类引入了layout资源。此时会将这个资源也压缩掉

android {
   buildTypes {
       release {
           shrinkResources true
       }
   }
}

8.使用一套资源

根据分辨率的趋势建议只放720p的资源,其他分辨率的资源与720 的相差不大. 但是要根据业务需求自行考虑放几套资源

9.使用tinypng有损压缩

android打包本身会对png进行无损压缩，所以使用像tinypng这样的有损压缩是有必要的。
重点是Tinypng使用智能有损压缩技术，以尽量少的失真换来图片大小的锐减，效果非常好，强烈推荐。
Tinypng的官方网站：http://tinypng.com/

10. 使用jpg格式

如果对于非透明的大图，jpg将会比png的大小有显著的优势，虽然不是绝对的，但是通常会减小到一半都不止。
在启动页，活动页等之类的大图展示区采用jpg将是非常明智的选择。

11. 缩小大图

如果经过上述步骤之后，你的工程里面还有一些大图，考虑是否有必要维持这样的大尺寸，是否能适当的缩小。
事实上，由于设计师出图的原因，我们拿到的很多图片完全可以适当的缩小而对视觉影响是极小的。

12. 覆盖第三库里的大图

有些第三库里引用了一些大图但是实际上并不会被我们用到，就可以考虑用1x1的透明图片覆盖。
你可能会有点不舒服，因为你的drawable下竟然包含了一些莫名其妙的名称的1x1图片…

13. 使用AndResGuard 对资源进行混淆

[图片上传失败...(image-727ecb-1576806224438)]

14. 使用debugApi 编译

一些三方类库在开发环境需要使用正式环境不需要刻意使用debugApi 只在debug环境下引入

image

15.使用tint 着色器使用shape 绘制背景

16.防止重复功能的类库引入

在开发中同样功能的库不要都引入 ,寻找最符合业务需求的最小的包去使用,如有必要刻意自行筛选出有用的功能模块自行去复制到项目中,精简业务代码,减少冗余代码.

17.其他方式

组件化插件化 redex 其他三方的打包方式....

Android 性能优化,学习总结

1 . APP启动相关优化

1. 黑白屏

2. 启动时长优化

2. UI绘制优化

1.过渡绘制优化

2.布局优化

3.内存优化

1.内存分析工具

2.java虚拟机

3.GC 垃圾回收

1.引用计数法

2.可达性算法

3.引用类型

4.内存抖动,内存溢出

5.内存泄漏

4.图片相关

1.bitmap 获取

5.包体积优化

1.将图片转换成webp 使用svg矢量图

2. 去除多语言

3.NDK架构设置

4.移除无用资源(Lint检查)

5. Lint 检查

6. 开启混淆

7.开启删除无用资源（与Lint不同）

8.使用一套资源

9.使用tinypng有损压缩

10. 使用jpg格式

11. 缩小大图

12. 覆盖第三库里的大图

13. 使用AndResGuard 对资源进行混淆

14. 使用debugApi 编译

15.使用tint 着色器 使用shape 绘制背景

16.防止重复功能的类库引入

17.其他方式

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