Android 基础之性能优化(一)

2019-02-21 本文已影响1人 Kevin_小飞象

快（流畅的体验）
稳（稳定）
省（省电/流量）
小（安装包小）
这四点很形象的代表了性能的四个方面，同时也让我们知道我们 App 现在是否是款性能良好的 APP，如果有一项不达标，那么说明我们的应用有待优化。

布局优化

屏幕上的某个像素在同一帧的时间内被绘制了多次。在多层次的 UI 结构里面，如果不可见的 UI 也在做绘制的操作，这就会导致某些像素区域被绘制了多次。这就浪费大量的 CPU 以及 GPU 资源。

如果父控件有颜色，也是自己需要的颜色，那么就不必在子控件加背景颜色
如果每个自控件的颜色不太一样，而且可以完全覆盖父控件，那么就不需要再父控件上加背景颜色
尽量减少不必要的嵌套
能用LinearLayout和FrameLayout，就不要用RelativeLayout，因为RelativeLayout控件相对比较复杂，测绘也想要耗时。
使用 include 和 merge 增加复用，减少层级
ViewStub 按需加载，更加轻便
复杂界面可选择 ConstraintLayout（约束布局），可有效减少层级

参考：那些 Android 程序员必会的视图优化策略

绘制优化

View的绘制频率保证60fps是最佳的，这就要求每帧绘制时间不超过16ms(16ms = 1000/60)，虽然程序很难保证16ms这个时间，但是尽量降低onDraw方法中的复杂度总是切实有效的。

onDraw 中不要创建新的局部对象
onDraw 方法中不要做耗时的任务

内存优化

内存泄露，即Memory Leak，指程序中不再使用到的对象因某种原因从而无法被 GC 正常回收。发生内存泄露，会导致一些不再使用到的对象没有及时释放，这些对象占用了宝贵的内存空间，很容易导致后续需要分配内存的时候，内存空间不足而出现 OOM（内存溢出）。无用对象占据的内存空间越多，那么可用的空闲空间也就越少，GC 就会更容易被触发，GC 进行时会停止其他线程的工作，因此有可能会造成界面卡顿等情况。

那么什么情况下会出现这样的对象呢？
基本可以分为以下四大类：
1、集合类泄漏
说明：集合类添加元素后，将会持有元素对象的引用，导致该元素对象不能被垃圾回收，从而发生内存泄漏。
举例：

 List<Object> objectList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Object o = new Object();
            objectList.add(o);
            o = null;
        }

解决方法：

清空集合对象

objectList.clear();
objectList=null;

** 2、单例/静态变量造成的内存泄漏 **
说明：静态变量的生命周期跟整个程序的生命周期一致。只要静态变量没有被销毁也没有置null，其对象就一直被保持引用，也就不会被垃圾回收,从而出现内存泄露。

举例：

public class SingleInstance {

   private static SingleInstance mInstance;
   private Context mContext;

   private SingleInstance(Context context){
       this.mContext = context;
   }

   public static SingleInstance newInstance(Context context){
       if(mInstance == null){
           mInstance = new SingleInstance(context);
       }
       return sInstance;
   }
}

解决方案:

针对静态变量
在不用静态变量时置为空
针对Context
如果用到Context，尽量去使用Applicaiton的Context，避免直接传递Activity
针对Activity
若一定要使用Activity，建议使用弱引用或者软引入来代替强引用。

public class SingleInstance {

    private static SingleInstance mInstance;
    private Context mContext;

    private SingleInstance(Context context){
        this.mContext = context.getApplicationContext();
    }

    public static SingleInstance newInstance(Context context){
        if(mInstance == null){
            mInstance = new SingleInstance(context);
        }
        return sInstance;
    }
}

3、匿名内部类/非静态内部类
说明：非静态内部类（匿名类）默认就持有外部类的引用，当非静态内部类（匿名类）对象的生命周期比外部类对象的生命周期长时，就会导致内存泄露。

3.1 Handler内存泄露
如果Handler中有延迟的任务或者是等待执行的任务队列过长，都有可能因为Handler继续执行而导致Activity发生泄漏。

1.首先，非静态的Handler类会默认持有外部类的引用，包含Activity等。
2.然后，还未处理完的消息（Message）中会持有Handler的引用。
3.还未处理完的消息会处于消息队列中，即消息队列MessageQueue会持有Message的引用。
4.消息队列MessageQueue位于Looper中，Looper的生命周期跟应用一致。

因此，此时的引用关系链是Looper -> MessageQueue -> Message -> Handler -> Activity。所以，这时退出Activity的话，由于存在上述的引用关系，垃圾回收器将无法回收Activity，从而造成内存泄漏。

解决方法：

静态内部类默认不持有外部类的引用,所以改成静态内部类即可。同时，这里采用弱引用来持有Activity的引用。
Activity退出时，移除所有信息
移除信息后，Handler将会跟Activity生命周期同步。

3.2 多线程引起的内存泄露
举例：

new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
              ...
            }
        }).start();

解决方法：

静态内部类不持有外部类的引用
Activity退出时，结束线程
同样，这里也是让线程的生命周期跟Activity一致。

4、资源未关闭造成的内存泄漏
说明：一些资源对象需要在不再使用的时候主动去关闭或者注销掉，否则的话，他们不会被垃圾回收，从而造成内存泄露。

1.注销广播
如果广播在Activity销毁后不取消注册，那么这个广播会一直存在系统中，由于广播持有了Activity的引用，因此会导致内存泄露。
2.关闭输入输出流等
在使用IO、File流等资源时要及时关闭。这些资源在进行读写操作时通常都使用了缓冲，如果不及时关闭，这些缓冲对象就会一直被占用而得不到释放，以致发生内存泄露。因此我们在不需要使用它们的时候就应该及时关闭，以便缓冲能得到释放，从而避免内存泄露。
3.回收Bitmap
Bitmap对象比较占内存，当它不再被使用的时候，最好调用Bitmap.recycle()方法主动进行回收。
4.停止动画
属性动画中有一类无限动画，如果Activity退出时不停止动画的话，动画会一直执行下去。因为动画会持有View的引用，View又持有Activity,最终Activity就不能给回收掉。只要我们在Activity退出把动画停掉即可。

内存泄露检测工具

lint

lint是一个静态代码分析工具，同样也可以用来检测部分会出现内存泄露的代码，平时写码注意lint飘出来的各种黄色警告即可。

leakcanary

leakcanary是square开源的一个库，能够自动检测发现内存泄露，其使用也很简单：
在build.gradle中添加依赖：

dependencies {
  debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.6.1'
  releaseImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.6.1'

  //可选项，如果使用了support包中的fragments
  debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-support-fragment:1.6.1'
}

如果遇到下面这个问题：
Failed to resolve: com.squareup.leakcanary:leakcanary-android
根目录下的build.gradle添加mavenCentral()即可，如下：

allprojects {
    repositories {
        google()
        jcenter()
        mavenCentral()
    }
}

然后在自定义的Application中调用以下代码就可以了。

public class MyApplication extends Application {
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        if (LeakCanary.isInAnalyzerProcess(this)) {
            return;
        }
        LeakCanary.install(this);

        //正常初始化代码
    }
}

举例：

public class MainActivity extends Activity {

    public static Context sContext;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        sContext = this;
    }
}

如果检测到有内存泄漏，通知栏会有提示，点击通知栏或者点击Leaks那个图标，可以得到内存泄露的信息，如下图所示，然后就可以知道是哪里出现了内存泄漏。

leakcanary

Memory Profiler

Memory Profiler 是 Android Profiler 中的一个组件，可以帮助你分析应用卡顿，崩溃和内存泄露等等问题。

打开 Memory Profiler后即可看到一个类似下图的视图。

memory-profiler

上面的红色数字含义如下：

1.用于强制执行垃圾回收事件的按钮。
2.用于捕获堆转储的按钮。
3.用于记录内存分配情况的按钮。 此按钮仅在连接至运行 Android 7.1 或更低版本的设备时才会显示。
4.用于放大/缩小/还原时间线的按钮。
5.用于跳转至实时内存数据的按钮。
6.Event 时间线，其显示 Activity 状态、用户输入 Event 和屏幕旋转 Event。
7.内存使用量时间线，其包含以下内容：
* 一个显示每个内存类别使用多少内存的堆叠图表，如左侧的 y 轴以及顶部的彩色键所示。
* 虚线表示分配的对象数，如右侧的 y 轴所示。
* 用于表示每个垃圾回收事件的图标。

如何使用Memory Profiler分析内存泄露呢？按以下步骤来即可：
1.使用Memory Profiler监听要分析的应用进程
2.旋转几次要分析的Activity。（这是因为旋转Activity后会重新创建）
3.点击捕获堆转储按钮去捕获堆转储
4.在捕获结果中搜索要分析的类。（这里是MainActivity）
5.点击要分析的类，右边会显示这个类创建对象的数量。

MAT(Memory Analysis Tools)

一个Eclipse的Java Heap内存分析工具,使用Android Studio进行开发的需要另外单独下载它。关于MAT的使用，可以查看《Android开发艺术探索》上面的介绍，也可以网上查看相关资料。这里就不细说了。

面试题

内存泄露的场景有哪些？内存泄漏分析工具使用方法？
参考回答：
常见的内存泄露有：

单例模式引起的内存泄露。
静态变量导致的内存泄露。
非静态内部类引起的内存泄露。
使用资源时，未及时关闭引起内存泄露。
使用属性动画引起的内存泄露。
Webview导致的内存泄露。
而对于内存泄露的检测，常用的工具有 LeakCanary、MAT（Memory Analyer Tools）、Android Studio自带的Profiler。

Android 基础之性能优化(一)

布局优化

绘制优化

内存优化

内存泄露检测工具

lint

leakcanary

Memory Profiler

MAT(Memory Analysis Tools)

面试题

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