APP优化(二)

本文是针对Android的App开发的性能优化的专题总纲。关于性能，最关键的两个指标是响应时间与系统吞吐量(TPS)。

一、降低执行时间

这部分包括：缓存、数据存储优化、算法优化、JNI、逻辑优化、需求优化几种优化方式。

1.1 缓存

缓存分类包括：

对象缓存：减少内存分配
网络缓存：减少网络传输
IO缓存：减少磁盘的读写次数
DB缓存：减少数据库的访问次数

Android常用缓存:

线程池
图片缓存，Sdcard缓存，数据预取缓存（此处需要进一步完成）
消息缓存：消息复用 handler.sendMessage(handler.obtainMessage(0, object));
UI缓存
网络缓存：数据库缓存http response，根据http头信息中的Cache-Control域确定缓存过期时间
IO缓存：使用BufferedInputStream，BufferedReader等具有缓存策略的输入流。对文件、网络IO皆适用。
需要频繁访问或访问一次消耗较大的数据缓存。

1.2 数据存储优化

（1）数据类型选择：

字符串拼接用StringBuilder代替String，在非并发情况下用StringBuilder代替StringBuffer。如果你对字符串的长度有大致了解，如100字符左右，可以直接new StringBuilder(128)指定初始大小，减少空间不够时的再次分配。
使用SoftReference、WeakReference相对正常的强应用来说更有利于系统垃圾回收
final类型存储在常量区中读取效率更高
LocalBroadcastManager代替普通BroadcastReceiver，效率和安全性都更高

（2）数据结构选择：

ArrayList和LinkedList的选择，ArrayList根据index取值更快，LinkedList更占内存、随机插入删除更快速、扩容效率更高。一般推荐ArrayList。
ArrayList、HashMap、LinkedHashMap、HashSet的选择
hash系列数据结构查询速度更优，ArrayList存储有序元素，HashMap为键值对数据结构，LinkedHashMap可以记住加入次序的hashMap，HashSet不允许重复元素。 HashMap、WeakHashMap选择，WeakHashMap中元素可在适当时候被系统垃圾回收器自动回收，所以适合在内存紧张型中使用。
Collections.synchronizedMap和ConcurrentHashMap的选择，ConcurrentHashMap为细分锁，锁粒度更小，并发性能更优。
Collections.synchronizedMap为对象锁，自己添加函数进行锁控制更方便。
SparseArray、SparseBooleanArray、SparseIntArray、Pair。Sparse系列的数据结构是为key为int情况的特殊处理，采用二分查找及简单的数组存储，加上不需要泛型转换的开销，相对Map来说性能更优。

1.3 算法优化

这个主题比较大，需要具体问题具体分析，尽量不用O(n*n)时间复杂度以上的算法，必要时候可用空间换时间。查询考虑hash和二分，尽量不用递归。可以从结构之法算法之道结构之法算法之道或微软、Google等面试题学习。

1.4 JNI(需要更新)

Android应用程序大都通过Java开发，需要Dalvik的JIT编译器将Java字节码转换成本地代码运行，而本地代码可以直接由设备管理器直接执行，节省了中间步骤，所以执行速度更快。不过需要注意从Java空间切换到本地空间需要开销，同时JIT编译器也能生成优化的本地代码，所以糟糕的本地代码不一定性能更优。

1.5 逻辑优化

主要是理清程序逻辑，减少不必要冗余的操作。

二、同步改异步

充分利用多核Cpu优势，提高TPS。利用多线程解决密集型计算、IO、网络等操作，以提高TPS。在Android应用程序中由于系统ANR的限制，将可能造成主线程超时操作放入另外的工作线程中。在工作线程中可以通过handler和主线程交互。

三、提前或延迟操作

(1) 延迟操作不在Activity、Service、BroadcastReceiver的生命周期内对响应时间敏感函数中执行耗时操作，可适当delay。延迟操作：

ScheduledExecutorService.schedule

  ExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(corePoolSize);
  scheduledThreadPool.schedule(runnable, delay, TimeUnit.SECONDS);

handler.postDelayed(Runnable r)

  new Handler().postDelayed(new Runnable() {
      public void run() {
          ... //TODO
      }}, 
  delayMillis);

handler.postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)

  定时执行任务，时间是基于android.os.SystemClock.uptimeMillis

handler.sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)

  以及handler.sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis)

View.postDelayed(Runnable action, long delayMillis)

  实现方式还是通过handler.postDelayed();

AlarmManager定时

  定时闹钟的方式有多种，包括精准/非精准定时，周期/非周期定时。
  比如：`setExact(int type, long triggerAtMillis, PendingIntent operation)`，
  其中PendingIntent只是Activity,Service或者Broadcast，故不能直接定时启动一个线程。

(2) 提前操作对于第一次调用较耗时操作，可统一放到初始化中，将耗时提前。如得到壁纸wallpaperManager.getDrawable();

四、网络优化

以下是网络优化中一些客户端和服务器端需要尽量遵守的准则：

图片必须缓存，最好根据机型做图片做图片适配
所有http请求必须添加http timeout
开启gzip压缩
api接口数据以json格式返回，而不是xml或html
根据http头信息中的Cache-Control及expires域确定是否缓存请求结果。
确定网络请求的connection是否keep-alive
减少网络请求次数，服务器端适当做请求合并。
减少重定向次数
api接口服务器端响应时间不超过100ms