15 Android性能优化

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，也意味着Android程序不可能无限制的使用内存和CPU资源，过多的使用内存容易导致OOM，过多的使用CPU资源容易导致手机变得卡顿甚至无响应（ANR）。这也对开发人员提出了更高的要求。 本章主要介绍一些有效的性能优化方法。主要包括布局优化、绘制优化、内存泄漏优化、响应速度优化、ListView优化、Bitmap优化、线程优化等；同时还介绍了ANR日志的分析方法。

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  1. 布局优化的思想就是尽量减少布局文件的层级，这样绘制界面时工作量就少了，那么程序的性能自然就高了。
    1. 删除无用的控件和层级
    2. 其次就是有选择的使用性能较低的ViewGroup，如果布局中既可以使用Linearlayout也可以使用RelativeLayout，那就是用LinearLayout，因为RelativeLayout功能比较复杂，它的布局过程需要花费更多的CPU时间。
    3. 有时候通过LinearLayou无法实现产品效果，需要通过嵌套来完成，这种情况还是推荐使用RelativeLayout，因为ViewGroup的嵌套相当于增加了布局的层级，同样降低程序性能。

  2. 另一种手段是采用标签、标签和ViewStub。

    1. include标签

      <include>标签用于布局重用，可以将一个指定的布局文件加载到当前布局文件中。<include>只支持android:layout开头的属性，当然android:id这个属性是个特例；如果指定了android:layout这种属性，那么要求android:layoutwidth和android:layout_height必须存在，否则android:layout属性无法生效。如果<include>指定了id属性，同时被包含的布局文件的根元素也指定了id属性，会以<include>指定的这个id属性为准。

    2. merge标签

      <merge>标签一般和<include>标签一起使用从而减少布局的层级。如果当前布局是一个竖直方向的LinearLayout，这个时候被包含的布局文件也采用竖直的LinearLayout，那么显然被包含的布局文件中的这个LinearLayout是多余的，通过<merge>标签就可以去掉多余的那一层LinearLayout。

    3. ViewStub

      ViewStub意义在于按需加载所需的布局文件，因为实际开发中，有很多布局文件在正常情况下是不会现实的，比如网络异常的界面，这个时候就没必要在整个界面初始化的时候将其加载进来，在需要使用的时候再加载会更好。在需要加载ViewStub布局时：

       ((ViewStub)findViewById(R.id.stub_import)).setVisibility(View.VISIBLE);
 //或者
 View importPanel = ((ViewStub)findViewById(R.id.stub_import)).inflate();

      当ViewStub通过setVisibility或者inflate方法加载后，ViewStub就会被它内部的布局替换掉，ViewStub也就不再是整个布局结构的一部分了。

15.1.2 绘制优化

View的onDraw方法要避免执行大量的操作；

  1. onDraw中不要创建大量的局部对象，因为onDraw方法会被频繁调用，这样就会在一瞬间产生大量的临时对象，不仅会占用过多内存还会导致系统频繁GC，降低程序执行效率。
  2. onDraw也不要做耗时的任务，也不能执行成千上万的循环操作，尽管每次循环都很轻量级，但大量循环依然十分抢占CPU的时间片，这会造成View的绘制过程不流畅。根据Google官方给出的标准，View绘制保持在60fps是最佳的，这也就要求每帧的绘制时间不超过16ms(1000/60)；所以要尽量降低onDraw方法的复杂度。

15.1.3 内存泄露优化

内存泄露是最容易犯的错误之一，内存泄露优化主要分两个方面；一方面是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如LeakCanary或MAT来找出潜在的内存泄露继而解决。

  1. 静态变量导致的内存泄露 比如Activity内，一静态Conext引用了当前Activity，所以当前Activity无法释放。或者一静态变量，内部持有了当前Activity，Activity在需要释放的时候依然无法释放。
  2. 单例模式导致的内存泄露 比如单例模式持有了Activity，而且也没用解注册的操作。因为单例模式的生命周期和Application保存一致，生命周期比Activity要长，这样一来就导致Activity对象无法及时被释放。
  3. 属性动画导致的内存泄露 属性动画中有一类无限循环的动画，如果在Activity播放了此类动画并且没有在onDestroy中去停止动画，那么动画会一直播放下去，并且这个时候Activity的View会被动画持有，而View又持有了Activity，最终导致Activity无法释放。解决办法是在Activity的onDrstroy中调用animator.cancel()来停止动画。

15.1.4 响应速度优化和ANR日志分析

响应速度优化的核心思想就是避免在主线程中去做耗时操作，将耗时操作放在其他线程当中去执行。Activity如果5秒无法响应屏幕触摸事件或者键盘输入事件就会触发ANR，而BroadcastReceiver如果10秒还未执行完操作也会出现ANR。

当一个进程发生ANR以后系统会在/data/anr的目录下创建一个文件traces.txt，通过分析该文件就能定位出ANR的原因。

15.1.5 ListView优化和Bitmap优化

ListView/GridView优化：

  1. 采用ViewHolder避免在getView中执行耗时操作
  2. 其次通过列表的滑动状态来控制任务的执行频率，比如快速滑动时不是和开启大量异步任务
  3. 最后可以尝试开启硬件加速使得ListView的滑动更加流畅。

Bitmap优化：主要是想是根据需要对图片进行采样显示，详细请参考12章。

15.1.6 线程优化

线程优化的思想是采用线程池，避免程序存在大量的Thread。详细参考第11章的内容。

15.1.7 一些性能优化的小建议

  1. 避免创建过多的对象，尤其在循环、onDraw这类方法中，谨慎创建对象；
  2. 不要过多的使用枚举，枚举占用的内存空间比整形大。
  3. 常量使用static final来修饰；
  4. 使用一些Android特有的数据结构，比如SparseArray和Pair等，他们都具有更好的性能；
  5. 适当的使用软引用和弱引用；
  6. 采用内存缓存和磁盘缓存；
  7. 尽量采用静态内部类，这样可以避免非静态内部类隐式持有外部类所导致的内存泄露问题。

15.3 提高程序的可维护性

提高可读性：

  1. 命名规范
  2. 代码之间排版需留出合理的空白来区分不同的代码块
  3. 针对非常关键的代码添加注释。

代码的层级性

  1. 不要把一段业务逻辑放在一个方法或者一个类中全部实现，要把它分成几个子逻辑，然后每个子逻辑做自己的事情，这样即显得代码层级分明，这样利于提高程序的可扩展性。
  2. 恰当的使用设计模式可以提高代码的可维护性和可扩展性，Android程序容易遇到性能瓶颈，要控制设计的度，不能太牵强，避免过度设计。作者推荐查看《大话设计模式》和《Android源码设计模式解析和实战》这两本书来学习设计模式。

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