安卓性能优化

  • 布局
  • 绘制
  • 启动
  • 内存
  • apk

布局优化

布局优化的思路就是尽量避免布局文件的层级,避免OverDraw;
Overdraw:

就是过度绘制,是指在一帧的时间内(16.67ms)像素被绘制了多次,理论上一个像素每次只绘制一次是最优的,但是由于重叠的布局导致一些像素会被多次绘制,而每次绘制都会对应到CPU的一组绘图命令和GPU的一些操作,当这个操作耗时超过16.67ms时,就会出现掉帧现象,也就是我们所说的卡顿,所以对重叠不可见元素的重复绘制会产生额外的开销,需要尽量减少Overdraw的发生

检测OverDraw:

  • 在开发者选项中,打开调试GPU过度绘制(Show GPU OverDraw),会出现这个界面:
颜色 意义
没有颜色 意味着没有OverDraw,像素只绘制了一次
蓝色 意味着overdraw 1倍。像素绘制了两次。大片的蓝色还是可以接受的(若整个窗口是蓝色的,可以摆脱一层)
绿色 意味着overdraw 2倍。像素绘制了三次。中等大小的绿色区域是可以接受的但你应该尝试优化、减少它们。
浅红 意味着overdraw 3倍。像素绘制了四次,小范围可以接受。
暗红 意味着overdraw 4倍。像素绘制了五次或者更多。这是错误的,要修复它们。

如何优化:

1. 合理布局xml:
  • 在编写xml界面时,删除无用的控件和层次;
  • 其次如果一个界面LinearLayout和RelativeLayout都可以实现,采用LinearLayout,因为RelativeLayout的内部实现较复杂,布局过程会花费更多的CPU事件;
2. 使用include,merge,ViewStub
  • 使用include标签复用布局文件
  • 使用merge标签配合include减少布局的层级,如果被复用的布局文件有一层布局是不需要的,可以使用merge去掉多余的一层
  • ViewStub继承View,它本身不参与任何的布局和绘制过程,作用于按需加载所需的布局文件;调用setVisibility()和inflate()后ViewStub才会生效;
3. 使用ClipRect & QuickReject

为了解决Overdraw的问题,Android系统会通过避免绘制那些完全不可见的组件来尽量减少消耗。但是不幸的是,对于那些过于复杂的自定义的View(通常重写了onDraw方法),Android系统无法检测在onDraw里面具体会执行什么操作,系统无法监控并自动优化,也就无法避免Overdraw了。但是我们可以通过canvas.clipRect()来帮助系统识别那些可见的区域。这个方法可以指定一块矩形区域,只有在这个区域内才会被绘制,其他的区域会被忽视。这个API可以很好的帮助那些有多组重叠组件的自定义View来控制显示的区域。同时clipRect方法还可以帮助节约CPU与GPU资源,在clipRect区域之外的绘制指令都不会被执行,那些部分内容在矩形区域内的组件,仍然会得到绘制。除了clipRect方法之外,我们还可以使用canvas.quickreject()来判断是否没和某个矩形相交,从而跳过那些非矩形区域内的绘制操作

Android画布剪裁函数clipRect详解
使用clipRect()优化OverDraw
其实clipRect函数就是通过巧妙的剪裁和拼接画布,将自定义控件中重叠的部分,做优化处理。

绘制优化

绘制优化指View的onDraw()过程要避免大量操作,主要体现在两个方面:

  • 不能创建新的局部对象
  • 不能做耗时操作

因为onDraw过程是会被频繁调用的,大量的局部变量会占用过多的内存,并且会引发频繁的GC,GC会影响程序的执行效率(Stop the World);过多的耗时操作会十分消耗CPU的时间片,导致View绘制的不流畅;官方规定View的绘制率保证在60fps最好,要求每帧的时间不超过16ms(1000/60),尽量降低onDraw方法的复杂度会有效的提高程序的效率;

启动优化

启动的分类
  • 冷启动:当启动应用时,后台没有该应用的进程,这时系统会首先会创建一个新的进程分配给该应用,这种启动方式就是冷启动
  • 热启动:当启动应用时,后台已有该应用的进程,比如按下home键,这种在已有进程的情况下,这种启动会从已有的进程中来启动应用,这种启动方式叫热启动
  • 温启动:当启动应用时,后台已有该应用的进程,但是启动的入口Activity被干掉了,比如按了back键,应用虽然退出了,但是该应用的进程是依然会保留在后台,这种启动方式叫温启动
启动时间的检测:
1.ADB命令: adb shell am start -W packagename/MainActivity
参数 含义
ThisTime 最后一个启动的Activity的启动耗时;
TotalTime 新应用启动的耗时,包括新进程的启动和Activity的启动
WaitTime ActivityManagerService启动App的Activity时的总时间(包括当前Activity的onPause()和自己Activity的启动)
冷启动白屏出现的原因:

ActivityStack的startActivityLock()会调用showStartingWindow() 添加一个空白的window;

处理冷启动白屏的方法:
  • 通过Theme设置window不显示或者window设置为透明的


  • 为Theme设置背景图

推荐第二种,第一种如果根activity启动耗时的话会出现卡顿现象;

启动时的其他优化

  • 多进程Application重复创建,动态判断包名避免重复初始化
  • 大量子线程任务,设置工作线程的优先级
  • 线程池的开销比单一线程大很多,在启动的时候使用线程更优
  • 信息未缓存,重复获取影响性能

内存优化

  • 内存抖动:短时间内大量的对象创建和销毁会出现内存抖动
  • 内存泄漏:对象内存由于某些原因无法释放和回收
  • 内存溢出:大量的内存泄漏会导致内存溢出OOM
  • 内存卡顿:安卓的垃圾收集器是CMS,CMS的Stop the World会造成卡顿
常见的字符串拼接会造成内存的抖动:


addStr的字节码

因为字符串是final常量,一经赋值就无法改变,但是java语言对+进行了语法糖设置,实际是将String转化为StringBuffer,每次都要new 一个StringBuffer出来;所以我们如果直接使用StringBuffer的append()就可以避免重复创建StringBuffer对象;

预防内存抖动:

  • 避免在循环中创建对象
  • 避免在重复调用的方法中创建局部对象
  • 使用对象池:Handler的Message的obtain()

内存的检测

  • AS自带的Profiler


内存泄漏的原因:长生命周期对象持有短生命周期对象引用,导致短生命周期对象无法回收

常见的内存泄漏:

  • 单例持有activity的引用
  • 外部类持有内部类的引用(Hnadler,Runnable,Listener) 非静态内部类和匿名内部类会默认持有外部类的引用
  • 大量的强引用

内存泄漏的检测:

  • leakCanary

避免内存溢出OOM的措施:

  • 使用静态内部类
  • 使用WeakReference
  • 增加JVM启动参数的内存大小
  • 注意资源的手动回收(关闭流,停止动画,注销EventBus,删除元素置null)

Bitmap优化

APK瘦身

APK的结构:

目录:
  • assets:存放应用的资源,这些资源能够通过AssetManager对象获得
  • lib:包含了针对处理器层面的被编译的代码。这个目录针对每个平台类型都有一个子目录,比如armeabi, armeabi-v7a, arm64-v8a, x86, x86_64和mips。
  • res:包含了没被编译到resources.arsc的资源。
  • META-INF:包含CERT.SF和CERT.RSA签名文件,也包含了MANIFEST.MF文件。(译注:校验这个APK是否被人改动过)
文件:
  • classes.dex:包含了能被Dalvik/Art虚拟机理解的 dex 文件格式的类。
  • resources.arsc:包含了被编译的资源。该文件包含了res/values目录的所有配置的 xml 内容。打包工具将 xml 内容编译成二进制形式并压缩。这些内容包含了语言字符串和styles,还包含了那些内容虽然不直接存储在resources.arsc文件中,但是给定了该内容的路径,比如布局文件和图片。所以又叫 资源映射表
  • AndroidManifest.xml:包含了主要的Android配置文件。这个文件列出了应用名称、版本、访问权限、引用的库文件。该文件使用二进制 xml 格式存储。(译注:该文件还能看到应用的minSdkVersion, targetSdkVersion等信息)

瘦身步骤:

1. 使用Lint检测res目录,删除无用资源

Lint的使用

2. 压缩图片,或者使用svg,Webp,tinyPNG
3. 修改lib配置:

安卓系统现在支持7中CPU架构,每种架构都支持一种ABI(二进制接口,Android binary interface),每种ABI都定义了二进制文件(.so文件),我们可以删除其他的CPU架构的适配,只保留armeabi-v7a一种主流架构;

ndk     {
            //设置支持的so库架构
            abiFilters "armeabi-v7a"
        }
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