【Android】Android应用性能优化总结

AndroidApp应用性能优化总结

最近大半年的时间里，大部分投在了某国内新能源汽车的某款AndroidApp开发上。
由于该App是该款车上，常用+重点应用。所以车厂对应用性能的要求比较高。
主要包括：

应用冷启动达到***ms。
应用热(温)启动达到***ms
应用内画面切换响应达到**ms
应用内动效/动画/车模等交互时，画面不能有延迟感等等。
应用不能有内存泄露，内存稳定在**MB
诸如上面的内容，还有一些，就不详细列出来了。

因为之前没有直接做过AndroidApp开发，之前大部分时间在做Framework/System开发。所以对于应用的性能优化，相当于站在系统角度，重新研究了一遍。

经历大半年时间后，曾经作为系统侧不理解应用开发人员的某些东西，突然理解了。也更加觉得，如果在应用开发前能有一个好的整体架构设计，那很多事会半功倍。

这里总结一下，Android应用总结时用到的一些方法。

启动性能优化

冷启动和温启动

Android应用启动，主要指启动App到其显示出第一帧的时间。大类上可以分为冷启动、热启动两种（细分的话，还有一种叫温启动），两种方式主要区别在于 App的进程是否已被加载。
简单理解
冷启动： Android系统Fork进程，加载App资源，然后Activity被启动走Activity的生命周期(onCreate、onStart、onResume)等等。
热启动: AndroidApp的进程已经存在，App资源已经加载完成。在这个前提下，启动App的时间（App画面显示。）

利用Trace加以分析

trace常用来分析启动的优化，可以利用AndroidStudio自带的Profile工具。也可以使用类似如下命令

# 抓取10S Trace，并保存在 /data/misc/perfetto-traces/trace_file.perfetto-trace文件中。
adb shell perfetto -o /data/misc/perfetto-traces/trace_file.perfetto-trace -t 10s sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res memory

Anroid应用执行期间（比如启动，比如画面切换）的动作、每步消耗时间，会被记录到Trace中。然后利用AndroidStudio自带的工具，或者perfetto网站分析Trace。
如下图，通过perfetto网站分析的Trace内容。
请添加图片描述

分析Trace中主要耗时点，针对主要耗时点一般可以考虑如下优化方向：

资源（比如图片）加载时间是否过长？资源是否可以压缩。
布局类型是否合理，布局内容中是否可以写死某些内容避免动态计算
布局中的资源是否可以用时加载（用于优化启动速度）
布局嵌套是否过多？
是否可以利用多核特性（比如把操作分散到其他线程中，并行处理）
是否存在重复操作？
父类中是否存在多余的操作？
是否利用了缓存机制，让某些对象（比如View）不会反复重新创建？
Log日志输出是否合理，是否过于频繁？

如果系统提供的Trace不足，可以在应用代码中加入自定义Trace.

 Trace.beginSection("TAG")
 Trace.endSection();

通过仔细分析Trace，可以对应用性能做很大的提升。

利用Log分析

这里的Log指，应用自身的 Log，以及Android系统的Log。
应用自身的 Log主要包括：

Activity生命周期的Log
与外部交互的Log，比如外部接口是否耗时的分析。
加载某些比较大资源的log。

Android系统Log主要包括：

性能Log，events分区的log 。通过logcat -b events 输出。性能Log中，会记录Activity每一个阶段的耗时。
WMS、AMS、IMS的log，抓取windowmanageservice，和ActivitymanagerService的log，InputManagerservice的log，用来帮助分析应用系统。

其他优化手段

在通过Trace和Log分析应用后，对于某些无法直接优化其响应速度的内容，可以考虑

提前加载或初始化：放入Application中提前加载，对于热（温）启动方式有效。
异步加载：对于异步加载的情况下，有些时候需要使用占位图。
占位图：比如加载某个动效时，动效无法立刻显示。那么使用将动效第一帧做成一个静态图，提前显示。当动效加载完成并显示后，再隐藏占位图。
加入动画效果：比如加入淡入、淡出的效果，单纯从视觉上优化。

内存优化

内存优化主要包括

应用运行时，内存是否超过标准（过大）
应用运行时，内存是否存在泄露情况

内存优化时，可以考虑几个方面

缩减App包的大小。因为App本身资源少了，内存自然少。
考虑代码中，是否存在不用的对象，是否可以用简单对象（比如不用Hashmap之类）。当然考虑的时候，也要考虑运行速度。
利用内存分析工具，分析内存是否泄露。

比如shark-cli，利用该工具可以分析App是否存在内存泄露。

shark-cli -p 包名

上面的命令输出如下结果

.....
====================================
HEAP ANALYSIS RESULT
====================================
3 APPLICATION LEAKS

References underlined with "~~~" are likely causes.
Learn more at https://squ.re/leaks.

177 bytes retained by leaking objects
Displaying only 1 leak trace out of 3 with the same signature
....