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Android性能优化

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为什么要做性能优化

  1. 体验差影响核心指标
  2. 线上问题追查困难
  3. 降低性能优化的长期开销

介绍性能平台

  1. 交代背景
  2. 具体讲解

为什么要自建APM

  1. 需求层面（APP启动时间，可以分为Application、Activity耗时商业APM不满足需求）
  2. 效率层面
  3. 数据安全

平台化

  1. crash管理平台（bugly：数据采集上报成功率高，包含java和native崩溃）
  2. 商业级APM平台（听云：通用性能解决方案数据采集完善，方便接入但不满足个性化要求数据存在隐患）
  3. 自建APM（美团、携程：贴合自身业务特点满足定制化需求，数据安全）

APP启动优化

冷启动

耗时最多，衡量标准

  1. Click Event 用户点击事件
  2. IPC 触发IPC操作
  3. Process.start 进程创建
  4. ActivityThread 单独进程APP的入口类，消息和handler的相关创建
  5. bindApplication 通过反射创建Application调用与之相关的生命周期
  6. LifeCycle Activity生命周期
  7. ViewRootImpl 界面绘制

冷启动之前，系统的行为

  • 启动App
  • 加载空白window
  • 创建进程

随后任务

  • 创建Application
  • 启动主线程
  • 创建Activity
  • 加载布局
  • 布置屏幕
  • 首帧绘制

热启动

最快

  1. 后台
  2. 前台

温启动

较快

  1. LifeCycle Activity生命周期

启动时间测量方式

adb命令

方法：adb shell am start -W packagename/首屏Activity

  • ThisTime：最后一个Activity启动耗时
  • TotalTime：所有Activity启动耗时
  • WaitTime：AMS启动Activity的总耗时

优缺点：线下使用方便，不能带到线上。非严谨、精确时间

手动打点

启动时埋点，启动结束埋点，二者差值

注意：

  • 误解：onWindowFocusChanged只是首帧时间，不算启动结束
  • 正解：真实数据展示，Feed第一条展示（addOnPreDrawListener）
  • 启动的时间写在Application中的attachBaseContext方法中

优点：精确，可带到线上，推荐使用

启动优化工具选择

traceview

  • 图形的形式展示执行时间、调用栈等
  • 信息全面，包含所有线程

使用方式

  • ‘Debug.startMethodTracing()’
  • ‘Debug.stopMethodTracing()’
  • 生成文件在sd卡：Android/data/packagename/files

优缺点：

  • 运行时开销严重，整体都会变慢
  • 可能会带偏优化方向
  • traceview与cpu profiler

systrace

  • 结合Android内核的数据，生成Html报告
  • API18以上使用，推荐TraceCompat

使用方式

优缺点：

  • 轻量级，开销小
  • 直观反应cpu利用率
  • cputime与walltime区别（举例：锁冲突）

优雅获取方法耗时

常规方式

手动埋点 (SystemClock.currentThreadTimeMillis())

侵入性强、工作量大

AOP介绍

Aspect Oriented Programming，面向切面编程

  • 针对同一类问题的统一处理
  • 无侵入添加代码

AspectJ使用

  • classpath 'com.hujiang.aspectjx:gradle-android-plugin-aspectjx:2.0.0'
  • implementation 'org.aspectj:aspectjrt:1.8.+'

Join Points
程序运行时的执行点，可以作为切面的地方

  • 函数调用、执行
  • 获取、设置变量
  • 类初始化

PointCut
带条件的JoinPints

Advice
一种Hook，要插入代码的位置

  • Before: PointCut之前执行
  • After: PointCut之后执行
  • Around: PointCut之前、之后分别执行

语法简介

  • Before： Advice，具体插入位置
  • execution：处理Join Point的类型，call、execution
  • (“execution(android.app.Activity.on*(..))")：匹配规则
  • onActivityCalled：要插入的代码
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@Before("execution(*android.app.Activity.on**(..))")
public void onActivityCalled(JoinPoint joinPoint) throws Throwable{
  ...
}

AOP实战

实例:

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@Aspect
class PerformanceAop {
    @Around("call(*com.ares.firstcode.MyApplication.**(..)")
    fun getTime(joinPoint: ProceedingJoinPoint){
        val signature = joinPoint.signature
        val name = signature.name
        val time = System.currentTimeMillis()
        try {
            joinPoint.proceed()
        } catch (e: Exception) {
            e.printStackTrace()
        }
        Log.i("","$name cost ${System.currentTimeMillis()-time}")
    }
}

优点：无侵入性修改方便

异步优化

常规优化

核心思想：子线程分担主线程任务，并行减少时间

CountDownLatch解决异步时某些初始化工作必须等待完成后才会初始化完成

注意事项：

  • 不符合异步要求
  • 需要在某阶段完成
  • 区分cpu密集型和io密集型

常规异步痛点：

  • 代码不够优雅
  • 场景不好处理（依赖关系）
  • 维护成本高

启动器优化

核心思想：充分利用CPU多核，自动梳理任务顺序

  • 代码Task化，启动逻辑抽象为Task
  • 根据所有任务依赖关系排序生成一个有向无环图
  • 多线程按照排序后的顺序依次执行

流程图

延迟初始化

常规方案

  • new Handler().postDelayed
  • Feed展示后调用

缺点：时机不便控制、导致Feed卡顿

更优方案

核心思想：对延迟任务进行分批初始化->IdleHandler特性，空闲执行

  • 执行时机明确
  • 缓解Feed卡顿

优化总方针

  • 异步、延迟、懒加载
  • 技术、业务相结合

其它方案

  • 启动阶段抑制GC
  • CPU锁频（会增加耗电量）
  • 提前异步SharedPreferences
  • 启动阶段不启动子进程
  • 提前异步类加载

App内存优化

  • 内存泄漏
  • 内存抖动
  • Bitmap
  • 谨慎使用SharedPrence
  • 谨慎使用外部库
  • 业务架构设计合理

App布局优化

工具

  • Aop、Hook
  • Systrace、layout inspector

优化

  • IO、反射、遍历
  • 异步inflate、x2c、减少层级、重绘
  • Aop、监控

结果产出

  • 体系化监控手段：线下&线上
  • 指标：FPS、加载时间、布局层级

App线程优化

  • 线程收敛
  • 统一线程池：任务区分
  • 其他细节

App网络优化

网络切换、弱网、无网测试

服务端

  • 服务端监控请求耗时（地域、时段、版本、机型）
  • 服务端监控失败率（业务失败、请求失败）
  • 服务端监控Top失败和异常接口

客户端

  • 接口的每一步详细信息（DNS、链接、请求）
  • 请求次数、网络包大小、失败原因
  • 图片监控

异常监控体系

  • 服务器防刷：超限拒绝访问
  • 客户端：大文件预警、异常兜底策略
  • 单点问题追查

App电量优化

CPU时间片

  • 获取运行过程CPU消耗，定位CPU占有率异常方法
  • 减少后台应用主动运行

网络请求

  • 请求时机及次数限制
  • 数据压缩减少时间
  • 避免使用轮询功能

定位相关

  • 根据场景谨慎选择定位模式
  • 考虑网络定位代替GPS
  • 使用后务必及时关闭，减少更新频率

界面相关

  • 离开界面后停止相关活动
  • 耗电操作判断前后台

weaklock相关

  • 注意成对出现：acquire与release
  • 使用带参数的acquire
  • finally确保一定会被释放
  • 常亮场景使用keepScreenOn即可

JobSchedular

  • 在符合某些条件时创建执行在后台的任务
  • 把不紧急的任务放到更合适的时机进行批量处理

App瘦身优化

  • 代码瘦身
    代码混淆：Proguard
    基础库统一，选择更小的库，引入仅需的部分代码

    移除无用代码，AOP统计使用情况

  • 资源瘦身
    自带工具
    图片压缩
    资源混淆：AndResGuard

  • so瘦身
    都放在armeabi目录，根据CPU类型加载对应架构so
    so动态下载或插件化

App稳定性优化

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qqnv
作者
qqnv
Android Developer

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