Android APP性能优化(最新总结)

Posted 2020-10-29 qwangxiao

导语

 

安卓大军浩浩荡荡，发展已近十个年头，技术优化日异月新，如今android 8.0 Oreo 都发布了，Android系统性能已经非常流畅了。但是，到了各大厂商手里，改源码自定系统，使得Android原生系统变得鱼龙混杂，然后到了不同层次的开发工程师手里，因为技术水平的参差不齐，即使很多手机在跑分软件性能非常高，打开应用依然存在卡顿现象。另外，随着产品内容迭代，功能越来越复杂，UI页面也越来越丰富，也成为流畅运行的一种阻碍。综上所述，对APP进行性能优化已成为开发者该有的一种综合素质，也是开发者能够完成高质量应用程序作品的保证。

 

 

思考优化

 

本着人道主义，一切从用户体验的角度去思考，当我们置身处地得把自己当做用户去玩一款应用时候，那么都会在意什么呢？假如正在玩一款手游，首先一定不希望玩着玩着突然闪退，然后就是遇到画面内容很丰富的时候不希望卡顿，其次就是耗电和耗流量不希望太严重，最后就是版本更新的时候安装包希望能小一点。好了，四个方面总结如下：

1. 稳定（内存溢出、崩溃）
2. 流畅（卡顿）
3. 耗损（耗电、流量）
4. 安装包（APK瘦身）

一、稳定——内存优化

 

由于Android应用的沙箱机制，每个应用所分配的内存大小是有限度的，内存太低就会触发LMK——Low Memory Killer机制，既会出现闪退现象。先搞懂java的内存是如何分配和回收的，问题就迎刃而解了。

 

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知道内存是如何分配和内存回收机制后，就算对内存优化有一点的认识和掌握了。

 

使用分析工具

 

• Memory Monitor 工具：

它是Android Studio自带的一个内存监视工具，它可以很好地帮助我们进行内存实时分析。通过点击Android Studio右下角的Memory Monitor标签，打开工具可以看见较浅蓝色代表free的内存，而深色的部分代表使用的内存从内存变换的走势图变换，可以判断关于内存的使用状态，例如当内存持续增高时，可能发生内存泄漏；当内存突然减少时，可能发生GC等。

 

• Memory Analyzer工具：

MAT 是一个快速，功能丰富的 Java Heap 分析工具，通过分析 Java 进程的内存快照 HPROF 分析，从众多的对象中分析，快速计算出在内存中对象占用的大小，查看哪些对象不能被垃圾收集器回收，并可以通过视图直观地查看可能造成这种结果的对象。

• LeakCanary工具：

简单，傻瓜式操作。这个工具是在Github开源的，是Square公司出品的，不是有一句话嘛，Square出品必属精品，https://github.com/square/leakcanary我们可以在Gradle里引用它。

 

• Android Lint 工具：

是Android Sutido种集成的一个Android代码提示工具，它可以给你布局、代码提供非常强大的帮助。如果在布局文件中写了三层冗余的LinearLayout布局，就会在编辑器右边看到提示。当然这个是一个简单的举例，Lint的功能非常强大，大家应该养成写完代码查看Lint的习惯，这不仅让你及时发现代码种隐藏的一些问题，更能让你养成良好的代码风格，要知道，这些Lint提示可都是Google大牛们汗水合智慧的结晶。

 

稳定性建议

影响稳定性的原因很多，比如内存使用不合理、代码异常场景考虑不周全、代码逻辑不合理等，都会对应用的稳定性造成影响。其中最常见的两个场景是：Crash 和 ANR，这两个错误将会使得程序无法使用。所以做好Crash监控，把崩溃信息、异常信息收集记录起来，以便后续分析;合理使用主线程处理业务，不要在主线程中做耗时操作，防止ANR程序无响应发生。

 

二、流畅——交互优化

交互是与用户体验最直接的方面，交互场景大概分为四个部分：UI 绘制、应用启动、页面跳转、事件响应，如图：

 

四个方面大致归为如下两类：

• 界面绘制：主要原因是绘制的层级深、页面复杂、刷新不合理，由于这些原因导致卡顿的场景更多出现在 UI 和启动后的初始界面以及跳转到页面的绘制上。

 

• 数据处理：导致这种卡顿场景的原因是数据处理量太大，一般分为三种情况，一是数据在处理 UI 线程，二是数据处理占用 CPU 高，导致主线程拿不到时间片，三是内存增加导致 GC 频繁，从而引起卡顿。

总结原因：我们知道Android的绘制步骤是：：Measure、Layout、www.365soke.cn  Draw，所以布局的层级越深、元素越多、耗时也就越长。还有就是Android 系统每隔 16ms 发出 VSYNC 信号，触发对 UI 进行渲染，如果每次渲染都成功，这样就能够达到流畅的画面所需的 60FPS。如果某个操作花费的时间是 24ms ，系统在得到 VSYNC 信号时就无法正常进行正常渲染，这样就发生了丢帧现象。那么用户在 32ms 内看到的会是同一帧画面，无法在 16ms 完成渲染，最终引起刷新不及时。两个根本原因：

 

1. 绘制任务太重，绘制一帧内容耗时太长。

2. 主线程太忙，根据系统传递过来的 VSYNC 信号来时还没准备好数据导致丢帧。

    

 

建议1：布局优化

在Android种系统对View进行测量、布局和绘制时，都是通过对View数的遍历来进行操作的。如果一个View数的高度太高就会严重影响测量、布局和绘制的速度。Google也在其API文档中建议View高度不宜哦过10层。现在版本种Google使用RelativeLayout替代LineraLayout作为默认根布局，目的就是降低LineraLayout嵌套产生布局树的高度，从而提高UI渲染的效率。

• 布局复用，使用<www.taohuayuan178.com include>标签重用layout；
• 提高显示速度，使用<ViewStub>延迟View加载；
• 减少层级，使用<merge>标签替换父级布局；

• 注意使用wrap_content，会增加measure计算成本；

• 删除控件中无用属性；

建议2：绘制优化

过度绘制是指在屏幕上的某个像素在同一帧的时间内被绘制了多次。在多层次重叠的 UI 结构中，如果不可见的 UI 也在做绘制的操作，就会导致某些像素区域被绘制了多次，从而浪费了多余的 CPU 以及 GPU 资源。所以避免过度绘制：

• 布局上的优化。移除 XML 中非必须的背景，移除 Window 默认的背景、按需显示占位背景图片

• 自定义View优化。使用 canvas.clipRect()来帮助系统识别那些可见的区域，只有在这个区域内才会被绘制。

建议3：启动优化

UI 布局。应用一般都有闪屏页，优化闪屏页的 UI 布局，可以通过 Profile GPU Rendering 检测丢帧情况。

启动加载逻辑优化。可以采用分布加载、异步加载、延期加载策略来提高应用启动速度。

数据准备。数据初始化分析，加载数据可以考虑用线程初始化等策略。

 

建议4：刷新优化

• 减少刷新次数；
• 缩小刷新区域；

建议5：动画优化

• 在实现动画效果时，需要根据不同场景选择合适的动画框架来实现。有些情况下，可以用硬件加速方式来提供流畅度。

三、节省——耗电优化

在移动设备中，电池的重要性不言而喻，没有电什么都干不成。对于操作系统和设备开发商来说，耗电优化一致没有停止，去追求更长的待机时间，而对于一款应用来说，并不是可以忽略电量使用问题，特别是那些被归为“电池杀手”的应用，最终的结果是被卸载。因此，应用开发者在实现需求的同时，需要尽量减少电量的消耗。

 

在 Android5.0 以前，在应用中测试电量消耗比较麻烦，也不准确，5.0 之后专门引入了一个获取设备上电量消耗信息的 API:Battery Historian。Battery Historian 是一款由 Google 提供的 Android 系统电量分析工具，和www.boshenyl.cn Systrace 一样，是一款图形化数据分析工具，直观地展示出手机的电量消耗过程，通过输入电量分析文件，显示消耗情况，最后提供一些可供参考电量优化的方法。

 

除此之外，还有一些常用方案可提供：

• 计算优化，避开浮点运算等。

• 避免 WaleLock 使用不当。

• 使用 Job Scheduler。

四、APK瘦身

应用安装包大小对应用使用没有影响，但应用的安装包越大，用户下载的门槛越高，特别是在移动网络情况下，用户在下载应用时，对安装包大小的要求更高，因此，减小安装包大小可以让更多用户愿意下载和体验产品。

常用应用安装包的构成，如图所示：

 

 

从图中我们可以看到：

• assets文件夹。存放一些配置文件、资源文件，assets不会自动生成对应的 ID，而是通过 AssetManager 类的接口获取。

• res。res 是 resource 的缩写，这个目录存放资源文件，会自动生成对应的 ID 并映射到 .R 文件中，访问直接使用资源 ID。

• META-INF。保存应用的签名信息，签名信息可以验证 APK 文件的完整性。

• AndroidManifest.xml。这个文件用来描述 Android 应用的配置信息，一些组件的注册信息、可使用权限等。

• classes.dex。Dalvik 字节码程序，让 Dalvik 虚拟机可执行，一般情况下，Android 应用在打包时通过 Android SDK 中的 dx 工具将 Java 字节码转换为 Dalvik 字节码。

• resources.arsc。记录着资源文件和资源 ID 之间的映射关系，用来根据资源 ID 寻找资源。

 

减少安装包大小的常用方案

• 代码混淆。使用proGuard 代码混淆器工具，它包括压缩、优化、混淆等功能。

• 资源优化。比如使用 Android Lint 删除冗余资源，资源文件最少化等。

• 图片优化。比如利用 AAPT 工具对 PNG 格式的图片做压缩处理，降低图片色彩位数等。

• 避免重复功能的库，使用 WebP图片格式等。

• 插件化。比如功能模块放在服务器上，按需下载，可以减少安装包大小。

 

 

五、小结：

最后说一句，性能优化是一个非常具有挑战性的工作，上面列出很多分析内存、优化内存的方法，但是真正优化工作远不止这么简单，这里只是列举了一些入门的方法，而要进行完美的内存优化、内存分析绝非一日之功，需要开发者深厚的技术功底合耐心。