Android設(shè)備作為一種移動設(shè)備，無論是內(nèi)存還是CPU的性能都受到了很大的限制，這導(dǎo)致Android程序的性能問題異常突出，對于性能優(yōu)化提出了更高的要求。本篇文章根據(jù)Android開發(fā)中一些有效的性能優(yōu)化方法，貼出一些關(guān)于性能優(yōu)化方面的技術(shù)文章，為Android開發(fā)中有關(guān)性能優(yōu)化方面的學(xué)習(xí)提供一個參考。

一、Android性能優(yōu)化的方面

參考：《Android開發(fā)藝術(shù)探索》

針對Android的性能優(yōu)化，主要有以下幾個有效的優(yōu)化方法：

1.布局優(yōu)化

2.繪制優(yōu)化

3.內(nèi)存泄漏優(yōu)化

4.響應(yīng)速度優(yōu)化

5.ListView/RecycleView及Bitmap優(yōu)化

6.線程優(yōu)化

7.其他性能優(yōu)化的建議

下面我們具體來介紹關(guān)于以上這幾個方面優(yōu)化的具體思路及解決方案。

二、布局優(yōu)化

關(guān)于布局優(yōu)化的思想很簡單，就是盡量減少布局文件的層級。這個道理很淺顯，布局中的層級少了，就意味著Android繪制時的工作量少了，那么程序的性能自然就提高了。

如何進(jìn)行布局優(yōu)化？

①刪除布局中無用的控件和層次，其次有選擇地使用性能比較低的ViewGroup。

關(guān)于有選擇地使用性能比較低的ViewGroup,這就需要我們開發(fā)就實際靈活選擇了。

例如：如果布局中既可以使用LinearLayout也可以使用RelativeLayout，那么就采用LinearLayout，這是因為RelativeLayout的功能比較復(fù)雜，它的布局過程需要花費(fèi)更多的CPU時間。FrameLayout和LinearLayout一樣都是一種簡單高效的ViewGroup，因此可以考慮使用它們，但是很多時候單純通過一個LinearLayout或者FrameLayout無法實現(xiàn)產(chǎn)品效果，需要通過嵌套的方式來完成。這種情況下還是建議采用RelativeLayout,因為ViewGroup的嵌套就相當(dāng)于增加了布局的層級，同樣會降低程序的性能。

②采用<include>標(biāo)簽,<merge>標(biāo)簽,ViewStub。

<include>標(biāo)簽主要用于布局重用。

<merge>標(biāo)簽一般和<include>配合使用，可以降低減少布局的層級。

ViewStub提供了按需加載的功能，當(dāng)需要時才會將ViewStub中的布局加載到內(nèi)存，提高了程序初始化效率。

關(guān)于它們的使用方法，參考：Android布局優(yōu)化之include、merge、ViewStub的使用

③避免多度繪制

過度繪制（Overdraw）描述的是屏幕上的某個像素在同一幀的時間內(nèi)被繪制了多次。在多層次重疊的 UI 結(jié)構(gòu)里面，如果不可見的 UI 也在做繪制的操作，會導(dǎo)致某些像素區(qū)域被繪制了多次，同時也會浪費(fèi)大量的 CPU 以及 GPU 資源。

如下所示，有些部分在布局時，會被重復(fù)繪制。

關(guān)于過度繪制產(chǎn)生的一般場景及解決方案，參考：Android 過度繪制優(yōu)化

三、繪制優(yōu)化

繪制優(yōu)化是指View的onDraw方法要避免執(zhí)行大量的操作，這主要體現(xiàn)在兩個方面：

①onDraw中不要創(chuàng)建新的局部對象。

因為onDraw方法可能會被頻繁調(diào)用，這樣就會在一瞬間產(chǎn)生大量的臨時對象，這不僅占用了過多的內(nèi)存而且還會導(dǎo)致系統(tǒng)更加頻繁gc，降低了程序的執(zhí)行效率。

②onDraw方法中不要做耗時的任務(wù)，也不能執(zhí)行成千上萬次的循環(huán)操作，盡管每次循環(huán)都很輕量級，但是大量的循環(huán)仍然十分搶占CPU的時間片，這會造成View的繪制過程不流暢。

按照Google官方給出的性能優(yōu)化典范中的標(biāo)準(zhǔn)，View的繪制頻率保證60fps是最佳的，這就要求每幀繪制時間不超過16ms(16ms = 1000/60)，雖然程序很難保證16ms這個時間，但是盡量降低onDraw方法中的復(fù)雜度總是切實有效的。

四、內(nèi)存泄漏優(yōu)化

內(nèi)存泄漏是開發(fā)過程中的一個需要重視的問題，但是由于內(nèi)存泄露問題對開發(fā)人員的經(jīng)驗和開發(fā)意識有較高的要求，因此也是開發(fā)人員最容易犯的錯誤之一。

內(nèi)存泄露的優(yōu)化分為兩個方面：

①在開發(fā)過程中避免寫出有內(nèi)存泄漏的代碼

②通過一些分析工具比如MAT來找出潛在的內(nèi)存泄露，然后解決。

對應(yīng)于兩種不同情況，一個是了解內(nèi)存泄漏的可能場景以及如何規(guī)避，二是怎么查找內(nèi)存泄漏。

1.那么我們就先了解什么是內(nèi)存泄漏?這樣我們才能知道如何避免。

大家都知道，java是有垃圾回收機(jī)制的，這使得java程序員比C++程序員輕松了許多，存儲申請了，不用心心念念要加一句釋放，java虛擬機(jī)會派出一些回收線程兢兢業(yè)業(yè)不定時地回收那些不再被需要的內(nèi)存空間（注意回收的不是對象本身，而是對象占據(jù)的內(nèi)存空間）。

Q1：什么叫不再被需要的內(nèi)存空間？

答：Java沒有指針，全憑引用來和對象進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過引用來操作對象。如果一個對象沒有與任何引用關(guān)聯(lián)，那么這個對象也就不太可能被使用到了，回收器便是把這些“無任何引用的對象”作為目標(biāo)，回收了它們占據(jù)的內(nèi)存空間。

Q2：如何分辨為對象無引用？

答：2種方法

引用計數(shù)法直接計數(shù)，簡單高效，Python便是采用該方法。但是如果出現(xiàn) 兩個對象相互引用，即使它們都無法被外界訪問到，計數(shù)器不為0它們也始終不會被回收。為了解決該問題，java采用的是b方法。

可達(dá)性分析法這個方法設(shè)置了一系列的“GC Roots”對象作為索引起點，如果一個對象 與起點對象之間均無可達(dá)路徑，那么這個不可達(dá)的對象就會成為回收對象。這種方法處理 兩個對象相互引用的問題，如果兩個對象均沒有外部引用，會被判斷為不可達(dá)對象進(jìn)而被回收（如下圖）。

答：答案當(dāng)然是No！

雖然垃圾回收器會幫我們干掉大部分無用的內(nèi)存空間，但是對于還保持著引用，但邏輯上已經(jīng)不會再用到的對象，垃圾回收器不會回收它們。這些對象積累在內(nèi)存中，直到程序結(jié)束，就是我們所說的“內(nèi)存泄漏”。
當(dāng)然了，用戶對單次的內(nèi)存泄漏并沒有什么感知，但當(dāng)泄漏積累到內(nèi)存都被消耗完，就會導(dǎo)致卡頓，崩潰。

下面這張圖可以幫助我們更好地理解對象的狀態(tài)，以及內(nèi)存泄漏的情況

左邊未引用的對象是會被GC回收的，右邊被引用的對象不會被GC回收，但是未使用的對象中除了未引用的對象，還包括已被引用的一部分對象，那么內(nèi)存泄漏久發(fā)生這部分已被引用但未使用的對象。

2.Android一般在什么情況下會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏？

①集合類泄漏
②單例/靜態(tài)變量造成的內(nèi)存泄漏
③匿名內(nèi)部類/非靜態(tài)內(nèi)部類
④資源未關(guān)閉造成的內(nèi)存泄漏

大概可以分為以上幾類，還有一些經(jīng)常會聽到的Hanlder,AsyncTask引起內(nèi)存泄漏，都屬于上述③中的情況。

那么上述四種情況是怎么造成的內(nèi)存泄漏，具體是什么原因，以及Android中一些知名的引起內(nèi)存泄漏的原因，以及解決方法是怎么樣的？

關(guān)于這部分內(nèi)容，看了一些較好的文章，向大家推薦一下：

[譯]Android內(nèi)存泄漏的八種可能（上）
[譯]Android防止內(nèi)存泄漏的八種方法（下）
Android 內(nèi)存泄漏總結(jié)

3.Android怎么分析內(nèi)存泄漏？

上面介紹了內(nèi)存泄漏的場景，對應(yīng)的有一些解決方案。

那么在內(nèi)存泄漏已經(jīng)發(fā)生的情況下，我們該如何解決呢？

我們可以通過MAT(Memory Analyzer Tool)，或者 LeakCanary來檢測Android中的內(nèi)存泄漏。

上面的文章：Android 內(nèi)存泄漏總結(jié) 也介紹了如何使用MAT，或者 LeakCanary來檢測Android中的內(nèi)存泄漏。

這篇文章Android 性能優(yōu)化之使用MAT分析內(nèi)存泄露問題詳細(xì)介紹了使用MAT來檢測Android中的內(nèi)存泄漏。

五、響應(yīng)速度優(yōu)化

響應(yīng)速度優(yōu)化的核心思想就是避免在主線程中做耗時操作。

如果有耗時操作，可以開啟子線程執(zhí)行，即采用異步的方式來執(zhí)行耗時操作。

如果在主線程中做太多事情，會導(dǎo)致Activity啟動時出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象，甚至ANR。

為了避免ANR，可以開啟子線程執(zhí)行耗時操作，但是子線程不能更新UI，所以需要子線程與主線程進(jìn)行通信來解決子線程執(zhí)行耗時任務(wù)后，通知主線程更新UI的場景。關(guān)于這部分，需要掌握Handler消息機(jī)制，AsyncTask，IntentService等內(nèi)容。

可以看以下內(nèi)容：
Android消息機(jī)制的原理及源碼解析
Android中的線程狀態(tài)之AsyncTask詳解
Android多線程全面解析：IntentService用法&源碼

然而，在實際開發(fā)中，ANR仍然不可避免的發(fā)生了，而且很難從代碼上發(fā)現(xiàn)，這時候就要用到ANR日志分析。當(dāng)一個進(jìn)程發(fā)生了ANR之后，系統(tǒng)會在/data/anr目錄下創(chuàng)建一個文件traces.txt，通過分析這個文件就能定位出ANR的原因。

六、ListView/RecycleView及Bitmap優(yōu)化

①使用ViewHolder模式來提高效率

②異步加載：耗時的操作放在異步線程中

③ListView/RecycleView的滑動時停止加載和分頁加載

具體優(yōu)化建議及詳情，參考：ListView的優(yōu)化

Bitmap優(yōu)化

主要是對加載圖片進(jìn)行壓縮，避免加載圖片多大導(dǎo)致OOM出現(xiàn)。

具體圖片壓縮方案，參考:徹底理解Bitmap的高效加載策略

七、線程優(yōu)化

線程優(yōu)化的思想就是采用線程池，避免程序中存在大量的Thread。線程池可以重用內(nèi)部的線程，從而避免了線程的創(chuàng)建和銷毀鎖帶來的性能開銷，同時線程池還能有效地控制線程池的最大并法術(shù)，避免大量的線程因互相搶占系統(tǒng)資源從而導(dǎo)致阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。因此在實際開發(fā)中，盡量采用線程池，而不是每次都要創(chuàng)建一個Thread對象。

關(guān)于線程池詳解及使用，參考：Java線程池詳解。

八、其他性能優(yōu)化建議

①避免過度的創(chuàng)建對象

②不要過度使用枚舉，枚舉占用的內(nèi)存空間要比整型大

③常量請使用static final來修飾

④使用一些Android特有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如SparseArray和Pair等

⑤適當(dāng)采用軟引用和弱引用

⑥采用內(nèi)存緩存和磁盤緩存

⑦盡量采用靜態(tài)內(nèi)部類，這樣可以避免潛在的由于內(nèi)部類而導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏。

以上是關(guān)于Android性能優(yōu)化方面，我們一些入手點。從這些方面，我們可以在平時的開發(fā)中注意，避免類似錯誤，提高Android程序的性能，但是其中一些方面的要求則需要我們不斷的學(xué)習(xí)，以及平時良好的意識與習(xí)慣。由于自己開發(fā)經(jīng)驗幾乎為0，沒辦法根據(jù)實際經(jīng)驗來說明，只能寫下這篇文章來提醒自己以后開發(fā)的時候需要注意和培養(yǎng)的地方。