Android のパフォーマンスを向上させるための提案

アプリの成功がアプリのパフォーマンス エクスペリエンスと密接に関係していることは誰もが知っています。しかし、アプリに究極のパフォーマンス体験を提供するにはどうすればよいでしょうか? DroidCon NYC 2015 でのこの講演では、Boris Farber が Android API の経験と、よくある落とし穴を回避する方法を紹介します。起動時間を短縮し、スライド効果を最適化し、よりスムーズなユーザー エクスペリエンスを作成する方法を学びます。

はじめに

皆さんこんにちは。私は現在 Google の社員として、高性能を必要とするアプリに注力している Boris です。この共有は、私が自分の失敗やパートナーに相談する際に、時間をかけて蓄積してきたベストプラクティスです。小規模なアプリをお持ちの場合、これを読むとアプリの成長段階に役立ちます。

起動に時間がかかったり、スライドがスムーズでなかったり、応答しなくなったりするアプリをよく見かけます。結局のところ、私たちは皆、アプリが成功することを望んでいるのですから、通常、これらの問題の改善に多くの時間を費やします。

アクティビティ リーク

修正する必要がある最初の問題はアクティビティ リークです。まず、メモリ リークがどのように発生するかを見てみましょう。アクティビティ リークは通常、メモリ リークの一種です。なぜ漏れるのですか？未使用のアクティビティへの参照を保持すると、実際にはアクティビティのレイアウトが保持され、これには当然すべてのビューが含まれます。最も注意が必要なのは、静的参照を保持することです。アクティビティとフラグメントには独自のライフサイクルがあることを忘れないでください。静的参照を保持すると、アクティビティとフラグメントはガベージ コレクターによってクリーンアップされなくなります。これが、静的参照が危険である理由です。

このようなコードを何度も見てきました。

さらに、Listener の漏洩もよくあることです。たとえば、次のコードがあります。 LeakActivity は Activity から継承します。NastyManager というシングルトンがあります。Activity を addListener(this) を通じてリスナーとしてバインドすると、悪いことが起こります。

m_staticActivity = staticFragment.getActivity()

このようなバグを修正するには、アクティビティが破棄されたときに、NastyManager からバインドを解除するだけです。

public class LeakActivity extends Activity { @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); NastyManager.getInstance().addListener(this);  
  }  
}

上記の解決策と比較すると、当然、より良い解決策があります。たとえば、本当にシングルトンを使用する必要があるのでしょうか?通常は必要ありません。しかし、それが本当に必要な場合もあります。計量して設計する必要があります。ただし、何にせよ、アクティビティが破棄されると、シングルトン内のアクティビティへの参照が削除されることに注意してください。以下で説明します。それが内部クラスの場合はどうなるでしょうか?たとえば、アクティビティ内に非常に短い非静的ハンドラーがあります。

短く見えますが、生きている限り、それを含むActivityも生き続けます。私の言うことが信じられない場合は、VM で試してみてください。これはメモリ リークの別のケースです。アクティビティ内のハンドラーです。

@Override public void onDestroy() { super.onDestroy();  
  NastyManager.getInstance().removeListener(this);  
}

Handler は、非同期、スレッドセーフなど、非常に一般的で便利なクラスです。次のようなコードがある場合はどうなるでしょうか? handler.postDeslayed 、遅延時間が数時間であると仮定すると...これは何を意味しますか?これは、ハンドラーのメッセージが処理されない限り、メッセージは常に存続し、それを含むアクティビティも存続することを意味します。これを修正する方法を見つけてみましょう。解決策は WeakReference、いわゆる弱参照です。ガベージ コレクターはリサイクル時に弱い参照を無視するため、それらを含むアクティビティは通常どおりクリーンアップされます。おおよそのコードは次のとおりです:

要約: Handler と同様に、内部の非静的クラスは、それが属するクラスから独立して存続することはできません。Android では、それは通常、Activity です。したがって、コード内の内部クラスを調べて、メモリ リークが発生していないことを確認してください。

非静的内部クラスよりも静的内部クラスを使用する方が良いでしょう。違いは、静的内部クラスは属するクラスに依存せず、異なるライフサイクルを持つことです。同様の理由でメモリ リークが発生するのをよく見かけます。

アクティビティの漏洩を回避するには?

public class MainActivity extends Activity { //...  Handler handler; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); 
//...  handler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) {  
              }  
  }  
}

スワイプ

实现流畅滑动的技巧：UI 线程只用作 UI 渲染。这一条真谛能够解决 99% 的滑动卡顿问题。不要在 UI 线程做下面的事情：

载入图片
网络请求
解析 JSON 读取数据库

做这些操作是很慢的，像图片，网络，JSON考虑用现成的库，有很多社区提供的解决方案，数据库考虑下用 Loader，支持批量更新和载入。

图片

图片相关的库有很多，比如 Glide, Picasso, Fresco。你可以自己去了解下他们之间的区别，以帮助自己在特定场景下做出取舍。

内存

Bitmap 操作是很需要技巧的，图片一般比较大，而且系统对最大内存又有限制和要求。在我面对 4.0 之前的系统的时候，我简直要崩溃了。内存管理也很需要技巧。有的时候需要放到文件里，有的时候需要放到内存里，别忘了，我们还有一个很有用的工具：LRUCache。

网络

首先，Java 的网络请求确实是 Android 的一个阻碍。很多 Java.net 的 API 都是阻断执行的，切记不可在 UI 线程执行网络请求。在线程里执行或者直接使用第三方库吧。

异步 HTTP 其实也挺麻烦的，4.4 起 OkHttp 就成了 Android 代码的一部分了，然而… 如果你需要最新版本的 OkHttp ，可以考虑自己引入。另外有个不错的库叫： Volley，也可以试试 Square 的 Retrofit。这些都能让你的网络请求变得更友好。

大 JSON

在 UI 线程，也不做解析 Json 的事情，因为这是一个很耗时的事情。试着用 Google 的 GSON 来做反序列化的操作。

对于巨大的 JSON 解析，建议用更快的 Jackson 以及 ig-json-parser，这两个工具在 JSON 的解析上做的非常漂亮。从公司的反馈结果来看 ig-json-parser 的效率是最高的。

Looper.myLooper() == Looper.getMainLooper() 是可以帮助你确定你是否在主线程的代码。

如何优化滑动速度?

UI 线程只做 UI 更新。
理解并发 API。
开始使用优秀的第三方库。
使用 Loader 加载数据库数据

之所以要用第三方库，是因为你自己去完善一个复杂功能是需要花时间的。如果你打算专注在自己的功能性的 App 上，那么用库吧。

并发 APIs

如何让 App 快速响应请求是个很重要。开发者们，甚至包括我，经常忘记 Service 的方法是在 UI 线程执行的。请考虑使用 IntentService，AsyncTask，Executors，Handler 和 Loopers。

我们来盘点下这些的区别：

IntentService

我在之前的公司，我用 IntentService 来执行上传功能。IntentService 是一个单线程，一次一个任务的工作流。我们没有很复杂的任务系统。如果你有大型复杂的任务，而且这个任务不需要跟 UI 打交道，那么考虑用 IntentService 吧。

AsyncTask

如果你的任务需要更新 UI，那么考虑用 AsyncTask 吧，AsyncTask 虽然相对容易，但是有些坑得留意。当你旋转手机的时候，Activity 会被关闭，然后重启。不然可能造成内存泄露。

Executor Framework

这是 Java 6 自带的并发方案。默认是存在一个由系统管理的线程池，你可以通过 callback，future 来控制和管理。这根 MapRedues 发难有点像，面对复杂的任务，你希望能够把他们拆分交给多个线程来处理。Executor 的框架就很能胜任这种场景。

如何适应并发APIs?

学会和理解 API，懂得权衡
确保找到了问题的正确解决方案
了解问题真实所在
重构代码

Deprecation

我们肯定都知道，最好能够避免使用废弃的 API。比如以下的例子：

不要通过反射来调用私有 API。
不要再 NDK 和 C 语言层调用私有 Native 方法。
不要轻易调用 Runtime.exec 指令完成进程通讯功能。
adb shell am 做进程通讯并不好。

废弃的意思是这些 API 将会被移除，通常在正式版发布 1，2天左右，你的 App 就不会工作了。更糟糕的情况是，如果你的 App 依赖了一些库，而这些库哟改了废弃的 Api 或者工具。那可就惨了，如果一旦作者没有更新…你懂得。

不要用废弃 Api 的另一个原因是性能问题和安全问题。

如何避免废弃 Api：

使用正确的 API。
重构依赖。
不要滥用系统。
更新依赖和工具。
越新的通常越好。

用 Toolbar 而非 ActionBar，在需要动画的时候用 RecyclerView，因为它专门为动画做过优化。同时 Android M 里移除了 Apache Http Connection。请使用 HttpURLConnection，它拥有更简单的 API，更小的体积，默认的压缩功能，更好的 Response 缓存，等等其他很赞的功能。

架构

架构中的 Bug 总是最为烦人。想要避免这种问题，学习下 App 组件的生命周期。比如什么是 Activity 的 Flag？什么是 Fragment？什么事 stated fragment？什么是 task？读读文档，尝试下用回调的 log 搞清楚这些概念。

时常有人问我：“Picasso 和 Glide 哪个更好？我改用 Volley 还是 OkHttp？”，这种问题根本没有 100% 正确的答案。不过，当我在选择一个库的时候，我会用下面的 Checklist 来决策：

确保它能够解决你的问题。
确保它和当前所有的依赖能正常工作。
检查依赖
留意一下依赖的版本冲突
了解维护情况和成本

总的来说，提及架构和设计，最好的方法就是让你的程序最快响应。确保用户能够快速理解你的 App，并且拥有良好体验。