Android開發性能優化總結(一)

安卓開發應用首先要講究良好的用戶體驗，如果一款軟件卡頓現象嚴重，不流暢，經常崩潰，那麼將給用戶帶來極不良好的體驗，從而損失用戶。
在實際開發和學習中，我總結了一下關於安卓性能的優化，供大家參考交流。

應用程序的性能問題體現在很多方面， 比如第一次啟動速度慢，或者進入某一界面速度慢；動畫執行過程不流暢，或者動畫執行卡頓時間長；ListView列表滑動過程中卡頓，不流暢；應用程序自定義的某特定界面執行速度慢；響應某一用戶事件時長時間無響應（ANR）；操作數據庫時，執行大量數據的增刪改查操作，執行速度慢；文件讀寫頻繁，緩存文件過大導致卡頓；應用長時間運行後，隨機出現卡頓現象。

以上的問題的原因可能不只一個，並且很多情況下並不是應用本身的問題，也有可能是系統其他層次有問題，只不過體現在應用層。所以開發人員在處理性能問題時，需要做的第一件事情就是判斷是否是應用自身引起的性能問題，然後再對症下藥；但有些時候應用本身邏輯正常，但由於系統的硬件配置不足引起了異常，此時就要根據產品或項目需求，采取一些更加精准的方式優化性能，以彌補硬件配置的不足。

以下從幾個不同的角度總結一下應用程序性能優化的一些方法。

一、編程思想

應用層的性能優化通常可以從以下幾個方面考慮：
1. 了解編程語言的編譯原理，使用高效編碼方式從語法上提高程序性能；
2. 采用合理的數據結構和算法提高程序性能，這往往是決定程序性能的關鍵；
3. 重視界面布局優化；
4. 采用多線程、緩存數據、延遲加載、提前加載等手段，解決嚴重的性能瓶頸；
5. 合理配置虛擬機堆內存使用上限和使用率，減少垃圾回收頻率；
6. 合理使用native代碼；
7. 合理配置數據庫緩存類型和優化SQL語句加快讀取速度，使用事務加快寫入速度；
7. 使用工具分析性能問題，找出性能瓶頸；
當然肯定還有很多其他的性能優化方法，此處僅列出一些經常會用到的方法。

二、編程技巧
（一）Performance Tips (For Java)
Google官網上有一些關於應用程序性能提升的技巧，之前公司內也有很多總結提到過，在此簡單羅列一下，詳細內容可以從官網獲取。
http://developer.android.com/training/articles/perf-tips.html
需要說明的是，文章列出的優化技巧主要是一些微小的性能提升，決定程序整體性能的仍然取決於程序的業務邏輯設計、代碼的數據結構和算法。研發人員需要將這些優化技巧應用到平時的編碼過程中，積少成多，也會對性能有很大的影響。
寫出高效的代碼需要遵循兩條原則：
不執行不必要的操作；
不分配不必要的內存；
兩條原則分別針對CPU和內存，完成必要操作的前提下盡可能的節省CPU和內存資源，自然執行效率要高。單純這樣說聽起來很虛，畢竟沒有一個統一的標准判斷什麼是必要和不必要的，需要結合具體情況具體分析了。
1. 避免創建不必要的對象
創建太多的對象會造成性能低下，這誰都知道，可是為什麼呢？首先分配內存本身需要時間，其次虛擬機運行時堆內存使用量是有上限的，當使用量到達一定程度時會觸發垃圾回收，垃圾回收會使得線程甚至是整個進程暫停運行。可想而知，如果有對象頻繁的創建和銷毀，或者內存使用率很高，就會造成應用程序嚴重卡頓。
2.合理使用static成員
主要有三點需要掌握：
如果一個方法不需要操作運行時的動態變量和方法，那麼可以將方法設置為static的。
常量字段要聲明為“static final”，因為這樣常量會被存放在dex文件的靜態字段初始化器中被直接訪問，否則在運行時需要通過編譯時自動生成的一些函數來初始化。此規則只對基本類型和String類型有效。
不要將視圖控件聲明為static，因為View對象會引用Activity對象，當Activity退出時其對象本身無法被銷毀，會造成內存溢出。
**重點內容**3. 避免內部的Getters/Setters
面向對象設計中，字段訪問使用Getters/Setters通常是一個好的原則，但是在Android開發中限於硬件條件，除非字段需要被公開訪問，否則如果只是有限范圍內的內部訪問（例如包內訪問）則不建議使用Getters/Setters。在開啟JIT時，直接訪問的速度比間接訪問要快7倍。
4. 使用增強for循環
優先使用增強for循環通常情況下會獲得更高的效率；除了一種情況，即對ArrayList進行遍歷時，使用普通的for循環效率要更高。
5. 使用package代替private以便私有內部類高效訪問外部類成員
私有內部類的方法訪問外部類的私有成員變量和方法，在語法上是正確的，但是虛擬機在運行時並不是直接訪問的，而是在編譯時會在外部類中自動生成一些包級別的靜態方法，執行時內部類會調用這些靜態方法來訪問外部類的私有成員。這樣的話就多了一層方法調用，性能有所損耗。
一種解決這個問題的方法就是將外部類的私有成員改為包級別的，這樣內部類就可以直接訪問，當然前提是設計上可接受。
6.合理使用浮點類型
在Android設備中浮點型大概比整型數據處理速度慢兩倍，所以如果整型可以解決的問題就不要用浮點型。
另外，一些處理器有硬件乘法但是沒有除法，這種情況下除法和取模運算是用軟件實現的。為了提高效率，在寫運算式時可以考慮將一些除法操作直接改寫為乘法實現，例如將“x / 2”改寫為“x * 0.5”。
7.采用優化布局層數。 采用來共享布局。
8.延時加載View. 采用ViewStub 避免一些不經常的視圖長期被引用，占用內存.
9.移除Activity默認背景，提升activity加載速度。
如果確信在Activity中使用不透明的背景，那麼可以移除Activity的默認背景。
在代碼中：getWindow().setBackgroundDrawable(null);
也可以在styles樣式文件中設置並在Manifest文件中配置

10.cursor 的使用。
要注意管理好cursor,不要每次打開關閉cursor.因為打開關閉Cursor非常耗時。
不再使用的cursor要記得關閉(一般在finally語句塊執行)。
有一種情況下，我們不能直接將Cursor關閉掉，這就是在CursorAdapter中應用的情況，但是注意，CursorAdapter在Acivity結束時並沒有自動的將Cursor關閉掉，因此，你需要在onDestroy函數中，手動關閉。

protected void onDestroy() { 
　　    if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) { 
    　     mAdapter.getCursor().close(); 
　　    } 
　　    super.onDestroy(); 
    }

11.廣播BroadCast動態注冊時，記得要在調用者生命周期結束時unregisterReceiver,防止內存洩漏。
12.針對ListView的性能優化
item盡可能的減少使用的控件和布局的層次；背景色與cacheColorHint設置相同顏色；ListView中item的布局至關重要，必須盡可能的減少使用的控件，布局。RelativeLayout是絕對的利器，通過它可以減少布局的層次。同時要盡可能的復用控件，這樣可以減少ListView的內存使用，減少滑動時GC次數。ListView的背景色與cacheColorHint設置相同顏色，可以提高滑動時的渲染性能。ListView中getView是性能是關鍵，這裡要盡可能的優化。getView方法中要重用view；getView方法中不能做復雜的邏輯計算，特別是數據庫操作，否則會嚴重影響滑動時的性能；ListView數據項較多時考慮分頁加載。
13.注意使用線程的同步機制（synchronized），防止多個線程同時訪問一個對象時發生異常。
14.合理使用StringBuffer,StringBuilder,String
在簡單的字符串拼接中，String的效率是最高的，例如String s = “hello” + “world”;
但大家這裡要注意的是，如果你的字符串是來自另外的String對象的話，速度就沒那麼快了，例如：
　　　　String str2 = “This is”;
　　　　String str3 = “ a ”;
　　　　String str4 = “ test”;
　　　　String str1 = str2 +str3 + str4;
這裡就要求使用StringBuilder了
在單線程中，StringBuilder的性能要比StringBuffer高。多線程為了線程安全需要采用StringBuffer，因為它是同步的。常規下一般用StringBuilder。
15. 盡量使用局部變量
調用方法時傳遞的參數以及在調用中創建的臨時變量都保存在棧（Stack）中，速度較快。其他變量，如靜態變量、實例變量等，都在堆（Heap）中創建，速度較慢。另外，依賴於具體的編譯器/JVM，局部變量還可能得到進一步優化。
16.I/O流操作記得及時關閉流對象。
17.使用IntentService代替Service
IntentService和Service都是一個服務，區別在於IntentService使用隊列的方式將請求的Intent加入隊列，然後開啟一個worker thread(線程)來處理隊列中的Intent（在onHandleIntent方法中），對於異步的startService請求，IntentService會處理完成一個之後再處理第二個，每一個請求都會在一個單獨的worker thread中處理，不會阻塞應用程序的主線程，如果有耗時的操作與其在Service裡面開啟新線程還不如使用IntentService來處理耗時操作。
18.使用Application Context代替Activity中的Context
不要讓生命周期長的對象引用activity context，即保證引用activity的對象要與activity本身生命周期是一樣的
對於生命周期長的對象，可以使用Application Context
不要把Context對象設置為靜態。
19.集合中的對象要及時清理
　我們通常把一些對象的引用加入到了集合中，當我們不需要該對象時，並沒有把它的引用從集合中清理掉，這樣這個集合就會越來越大。如果這個集合是static的話，那情況就更嚴重了。
20.Bitmap的使用
較大的Bitmap注意壓縮後再使用，加載高清大圖可以考慮BitmapRegionDecoder的使用，
不再使用的Bitmap注意及時recycle().

21.巧妙的運用軟引用（SoftRefrence）
　有些時候，我們使用Bitmap後沒有保留對它的引用，因此就無法調用Recycle函數。這時候巧妙的運用軟引用，可以使Bitmap在內存快不足時得到有效的釋放。有關Java引用機制的介紹可以看我的另一篇博客：http://blog.csdn.net/gs12software/article/details/51051813
22.盡量不要使用整張的大圖作為資源文件，盡量使用9path圖片
普通的資源圖優先放在mipmap目錄下（AndroidStudio環境），當然.9圖還不支持放在這個目錄，應該放在drawable
23.了解並使用庫函數
Java標准庫和Android Framework中包含了大量高效且健壯的庫函數，很多函數還采用了native實現，通常情況下比我們用Java實現同樣功能的代碼的效率要高很多。所以善於使用系統庫函數可以節省開發時間，並且也不容易出錯。

三、使用工具分析應用程序性能
(這部分內容較多，以後會在《Android開發性能優化總結(二)》中描述，待續。