Android性能优化

一、稳定性优化

在Android应用开发中，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。

1、内存泄露

当程序不再使用该内存，但这块内存没有释放，而产生的无用的内存消耗的时候就是内存泄露。

内存泄露的场景

• 单例的时候Context传的Activity，解决是尽量用MyApplication.getContext()
• 非静态内部类，内部类持有外部类的对象，而这里外部类就是Activity，如果内部类没有被GC掉，Activity就会造成内存泄漏，解决将该内部类设为静态内部类
• 资源没关闭，对于使用了BraodcastReceiver，ContentObserver，File，游标 Cursor，Stream，Bitmap等资源的使用，没有及时关闭或者注销

说明
在开发中，内存泄漏一般情况不会导致app崩溃，但是他们耗尽大量的内存，这样我们GC的工作会更为频繁（因为可真真正正使用的内存减少了），因为GC是一个耗时耗能的操作，所以给我们的只管感受就是页面卡顿。

2、OOM

OOM，全称“Out Of Memory”，意思是“内存用完了”。 它来源于java.lang.OutOfMemoryError。
当堆内存不足或者有多个不同Activity内存泄漏时，app运行一段时间堆内存超过系统规定的最大值 heapSize，就会出现内存溢出（OOM），app崩溃。

OOM的场景

• 图片过大导致 OOM，解决方法，等比例缩小图片，或图片采用软引用，及时地进行 recyle()操作。
• 界面切换导致 OOM，横竖屏切换时尽可能少地重复使用一些代码，比如重复调用数据库，反复使用某些对象等。切换有大图片时避免 xml 的重复加载。
• 查询数据库没有关闭游标
• 构造 Adapter 时，没有使用缓存的 convertView
• Bitmap 对象不再使用时调用 recycle()释放内存
• 内存泄漏时会导致OOM

3、ANR

ANR全名Application Not Responding, 也就是"应用无响应". 当操作在一段时间内系统无法处理时, 系统层面会弹出ANR对话框。
出现ANR的主要原因是主线程(UI线程)里面做了太多的阻塞耗时操作, 例如文件读写, 数据库读写, 网络查询等。
Android系统中，ActivityManagerService(简称AMS)和WindowManagerService(简称WMS)会检测App的响应时间，如果App在特定时间无法相应屏幕触摸或键盘输入时间，或者特定事件没有处理完毕，就会出现ANR。

• Activity出现ANR是超过5秒
• Broadcast出现ANR是超过10秒
• Service出现ANR是超过20秒
• HandleMessage回调函数执行超过10秒

ANR的原因

• IO操作，如数据库、文件、网络
• CPU不足，一般是别的App占用了大量的CPU，导致App无法及时处理
• 硬件操作，如camera
• 线程问题，如主线程被join/sleep，或wait锁等导致超时
• service问题，如service忙导致超时无响应，或service binder的数量达到上限
• system server问题，如WatchDog发现ANR

ANR分析

• 获取ANR产生的trace文件data/anr/traces.txt，查看ANR发生的进程pid, 时间, 以及进程名字(包名).找到代码点, 然后往前推, 看方法调用栈, 追溯到问题产生的根源.
• CPU满负荷导致ANR，CPU占用接近100%, 满负荷了。
• 内存原因有可能会导致ANR，例如如果由于内存泄露, App可使用内存所剩无几, 我们点击按钮启动一个大图片作为背景的activity, 就可能会产生ANR，可以看到free的内存已所剩无几。、
• 除了查看traces.txt外，还可以查看log，或DDMS分析

4、Crash

常见的异常

• NullPointerException 空指针
• ClassCastException 类型转换异常
• IndexOutOfBoundsException 下标越界异常
• ActivityNotFoundException Activity未找到异常
• IllegalStateException 非法状态异常
• ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常
• SecurityException 安全异常

 

二、界面优化

绘制的层级深、页面复杂、刷新不合理，由于这些原因会导致界面卡顿。

优化方式

• 布局复用，使用<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，布局复杂的用ConstraintLayout；
• 减少刷新次数，缩小刷新区域
• 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、分析工具

Memory Monitor 工具
Memory Monitor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
LeakCanary是一个内存监测工具，该工具是Square公司出品的，所谓Square出品必属精品，LeakCanary的官方地址为https://github.com/square/leakcanar，我们可以在Gradle里引用它。

Android Lint 工具
Android Lint 是Android Sutido种集成的一个Android代码提示工具，它可以给布局、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。

monkey 测试
Monkey是一款app的自动化测试工具，monkey是猴子的意思，所以从原理上说，它的自动化测试就类似猴子一样在软件上乱敲按键，猴子什么都不懂，就爱捣乱。Monkey原理也是类似，通过向系统发送伪随机的用户事件流（如按键输入、触摸屏输入、滑动Trackball、手势输入等操作），来对设备上的程序进行测试，检测程序长时间的稳定性，多久的时间会发生异常。
monkey需要通过adb来唤醒，即通过在cmd窗口中执行: adb shell monkey ｛+命令参数｝来进行Monkey测试。

过度绘制检测
设置 -> 开发者选项 -> 调试GPU过度绘制 -> 显示GPU过度绘制
通过Hierarchy Viewer去检测渲染效率，去除不必要的嵌套

一个app卡顿，用什么工具检测？
1、Traceview卡顿检测， Traceview是Android平台特有的数据采集和分析工具，集成在DDMS工具中，可以采集程序中的方法执行耗时、调用关系、调用次数以及资源占用等情况。
2、BlockCanary是一个Android平台的一个非侵入式的性能监控组件。
blockcanary完美利用了安卓上的消息机制，给Looper设置一个Printer，通过记录堆栈和CPU信息，计算主线程处理消息的时间，如果超过了阈值，就检索此时的堆栈和cpu信息来帮助分析卡顿原因。

OOM 和 ANR 问题怎么排查？
OOM，内存优化（包括内存泄漏）常用的是Memory Profiler，或 MAT 、 LeakCanary
应用卡顿，查看CPU是使用情况，常用的是CPU Profiler，traceview，BlockCanary；
查看布局是否过度绘制，在开发者模式中打开GPU。

 

参考链接
https://www.jianshu.com/p/f7006ab64da7
https://blog.youkuaiyun.com/xiangzhihong8/article/details/92800490
https://zhuanlan.zhihu.com/p/141203533