Android开发性能优化总结(一)

安卓开发应用首先要讲究良好的用户体验，如果一款软件卡顿现象严重，不流畅，经常崩溃，那么将给用户带来极不良好的体验，从而损失用户。
在实际开发和学习中，我总结了一下关于安卓性能的优化，供大家参考交流。

应用程序的性能问题体现在很多方面， 比如第一次启动速度慢，或者进入某一界面速度慢；动画执行过程不流畅，或者动画执行卡顿时间长；ListView列表滑动过程中卡顿，不流畅；应用程序自定义的某特定界面执行速度慢；响应某一用户事件时长时间无响应（ANR）；操作数据库时，执行大量数据的增删改查操作，执行速度慢；文件读写频繁，缓存文件过大导致卡顿；应用长时间运行后，随机出现卡顿现象。

以上的问题的原因可能不只一个，并且很多情况下并不是应用本身的问题，也有可能是系统其他层次有问题，只不过体现在应用层。所以开发人员在处理性能问题时，需要做的第一件事情就是判断是否是应用自身引起的性能问题，然后再对症下药；但有些时候应用本身逻辑正常，但由于系统的硬件配置不足引起了异常，此时就要根据产品或项目需求，采取一些更加精准的方式优化性能，以弥补硬件配置的不足。

以下从几个不同的角度总结一下应用程序性能优化的一些方法。

一、编程思想

应用层的性能优化通常可以从以下几个方面考虑：
1. 了解编程语言的编译原理，使用高效编码方式从语法上提高程序性能；
2. 采用合理的数据结构和算法提高程序性能，这往往是决定程序性能的关键；
3. 重视界面布局优化；
4. 采用多线程、缓存数据、延迟加载、提前加载等手段，解决严重的性能瓶颈；
5. 合理配置虚拟机堆内存使用上限和使用率，减少垃圾回收频率；
6. 合理使用native代码；
7. 合理配置数据库缓存类型和优化SQL语句加快读取速度，使用事务加快写入速度；
7. 使用工具分析性能问题，找出性能瓶颈；
当然肯定还有很多其他的性能优化方法，此处仅列出一些经常会用到的方法。

二、编程技巧
（一）Performance Tips (For Java)
Google官网上有一些关于应用程序性能提升的技巧，之前公司内也有很多总结提到过，在此简单罗列一下，详细内容可以从官网获取。
http://developer.android.com/training/articles/perf-tips.html
需要说明的是，文章列出的优化技巧主要是一些微小的性能提升，决定程序整体性能的仍然取决于程序的业务逻辑设计、代码的数据结构和算法。研发人员需要将这些优化技巧应用到平时的编码过程中，积少成多，也会对性能有很大的影响。
写出高效的代码需要遵循两条原则：
不执行不必要的操作；
不分配不必要的内存；
两条原则分别针对CPU和内存，完成必要操作的前提下尽可能的节省CPU和内存资源，自然执行效率要高。单纯这样说听起来很虚，毕竟没有一个统一的标准判断什么是必要和不必要的，需要结合具体情况具体分析了。
1. 避免创建不必要的对象
创建太多的对象会造成性能低下，这谁都知道，可是为什么呢？首先分配内存本身需要时间，其次虚拟机运行时堆内存使用量是有上限的，当使用量到达一定程度时会触发垃圾回收，垃圾回收会使得线程甚至是整个进程暂停运行。可想而知，如果有对象频繁的创建和销毁，或者内存使用率很高，就会造成应用程序严重卡顿。
2.合理使用static成员
主要有三点需要掌握：
如果一个方法不需要操作运行时的动态变量和方法，那么可以将方法设置为static的。
常量字段要声明为“static final”，因为这样常量会被存放在dex文件的静态字段初始化器中被直接访问，否则在运行时需要通过编译时自动生成的一些函数来初始化。此规则只对基本类型和String类型有效。
不要将视图控件声明为static，因为View对象会引用Activity对象，当Activity退出时其对象本身无法被销毁，会造成内存溢出。
**重点内容**3. 避免内部的Getters/Setters
面向对象设计中，字段访问使用Getters/Setters通常是一个好的原则，但是在Android开发中限于硬件条件，除非字段需要被公开访问，否则如果只是有限范围内的内部访问（例如包内访问）则不建议使用Getters/Setters。在开启JIT时，直接访问的速度比间接访问要快7倍。
4. 使用增强for循环
优先使用增强for循环通常情况下会获得更高的效率；除了一种情况，即对ArrayList进行遍历时，使用普通的for循环效率要更高。
5. 使用package代替private以便私有内部类高效访问外部类成员
   私有内部类的方法访问外部类的私有成员变量和方法，在语法上是正确的，但是虚拟机在运行时并不是直接访问的，而是在编译时会在外部类中自动生成一些包级别的静态方法，执行时内部类会调用这些静态方法来访问外部类的私有成员。这样的话就多了一层方法调用，性能有所损耗。
一种解决这个问题的方法就是将外部类的私有成员改为包级别的，这样内部类就可以直接访问，当然前提是设计上可接受。
6.合理使用浮点类型
   在Android设备中浮点型大概比整型数据处理速度慢两倍，所以如果整型可以解决的问题就不要用浮点型。
另外，一些处理器有硬件乘法但是没有除法，这种情况下除法和取模运算是用软件实现的。为了提高效率，在写运算式时可以考虑将一些除法操作直接改写为乘法实现，例如将“x / 2”改写为“x * 0.5”。
7.采用<merge>优化布局层数。 采用<include＞来共享布局。
8.延时加载View. 采用ViewStub 避免一些不经常的视图长期被引用，占用内存.
9.移除Activity默认背景，提升activity加载速度。
   如果确信在Activity中使用不透明的背景，那么可以移除Activity的默认背景。
在代码中：getWindow().setBackgroundDrawable(null);
也可以在styles样式文件中设置并在Manifest文件中配置

 <style name="MyStyle" parent="AppTheme">
        <item name="android:windowNoTitle">true</item>
        <item name="android:windowBackground">@null</item>  
 </style>

10.cursor 的使用。
要注意管理好cursor,不要每次打开关闭cursor.因为打开关闭Cursor非常耗时。
不再使用的cursor要记得关闭(一般在finally语句块执行)。
有一种情况下，我们不能直接将Cursor关闭掉，这就是在CursorAdapter中应用的情况，但是注意，CursorAdapter在Acivity结束时并没有自动的将Cursor关闭掉，因此，你需要在onDestroy函数中，手动关闭。

protected void onDestroy() { 
　　    if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) { 
    　     mAdapter.getCursor().close(); 
　　    } 
　　    super.onDestroy(); 
    }

11.广播BroadCast动态注册时，记得要在调用者生命周期结束时unregisterReceiver,防止内存泄漏。
12.针对ListView的性能优化
item尽可能的减少使用的控件和布局的层次；背景色与cacheColorHint设置相同颜色；ListView中item的布局至关重要，必须尽可能的减少使用的控件，布局。RelativeLayout是绝对的利器，通过它可以减少布局的层次。同时要尽可能的复用控件，这样可以减少ListView的内存使用，减少滑动时GC次数。ListView的背景色与cacheColorHint设置相同颜色，可以提高滑动时的渲染性能。ListView中getView是性能是关键，这里要尽可能的优化。getView方法中要重用view；getView方法中不能做复杂的逻辑计算，特别是数据库操作，否则会严重影响滑动时的性能；ListView数据项较多时考虑分页加载。
13.注意使用线程的同步机制（synchronized），防止多个线程同时访问一个对象时发生异常。
14.合理使用StringBuffer,StringBuilder,String
在简单的字符串拼接中，String的效率是最高的，例如String s = “hello” + “world”;
但大家这里要注意的是，如果你的字符串是来自另外的String对象的话，速度就没那么快了，例如：
　　　　String str2 = “This is”;
　　　　String str3 = “ a ”;
　　　　String str4 = “ test”;
　　　　String str1 = str2 +str3 + str4;
这里就要求使用StringBuilder了
在单线程中，StringBuilder的性能要比StringBuffer高。多线程为了线程安全需要采用StringBuffer，因为它是同步的。常规下一般用StringBuilder。
15. 尽量使用局部变量
调用方法时传递的参数以及在调用中创建的临时变量都保存在栈（Stack）中，速度较快。其他变量，如静态变量、实例变量等，都在堆（Heap）中创建，速度较慢。另外，依赖于具体的编译器/JVM，局部变量还可能得到进一步优化。
16.I/O流操作记得及时关闭流对象。
17.使用IntentService代替Service
IntentService和Service都是一个服务，区别在于IntentService使用队列的方式将请求的Intent加入队列，然后开启一个worker thread(线程)来处理队列中的Intent（在onHandleIntent方法中），对于异步的startService请求，IntentService会处理完成一个之后再处理第二个，每一个请求都会在一个单独的worker thread中处理，不会阻塞应用程序的主线程，如果有耗时的操作与其在Service里面开启新线程还不如使用IntentService来处理耗时操作。
18.使用Application Context代替Activity中的Context
不要让生命周期长的对象引用activity context，即保证引用activity的对象要与activity本身生命周期是一样的
对于生命周期长的对象，可以使用Application Context
不要把Context对象设置为静态。
19.集合中的对象要及时清理
　我们通常把一些对象的引用加入到了集合中，当我们不需要该对象时，并没有把它的引用从集合中清理掉，这样这个集合就会越来越大。如果这个集合是static的话，那情况就更严重了。
20.Bitmap的使用
较大的Bitmap注意压缩后再使用，加载高清大图可以考虑BitmapRegionDecoder的使用，
不再使用的Bitmap注意及时recycle().

21.巧妙的运用软引用（SoftRefrence）
　有些时候，我们使用Bitmap后没有保留对它的引用，因此就无法调用Recycle函数。这时候巧妙的运用软引用，可以使Bitmap在内存快不足时得到有效的释放。有关Java引用机制的介绍可以看我的另一篇博客：http://blog.csdn.net/gs12software/article/details/51051813
22.尽量不要使用整张的大图作为资源文件，尽量使用9path图片
普通的资源图优先放在mipmap目录下（AndroidStudio环境），当然.9图还不支持放在这个目录，应该放在drawable
23.了解并使用库函数
Java标准库和Android Framework中包含了大量高效且健壮的库函数，很多函数还采用了native实现，通常情况下比我们用Java实现同样功能的代码的效率要高很多。所以善于使用系统库函数可以节省开发时间，并且也不容易出错。

三、使用工具分析应用程序性能
(这部分内容较多，以后会在《Android开发性能优化总结(二)》中描述，待续。