《Android应用性能优化》1——代码
1、Java代码优化
1.1 代码执行
通常情况下,不必看应用的字节码。在平台是Android2.2(Froyo)和更高版本的情况下尤其如此,因在Android2.2中引入了实时(JIT)的编译器。Dalvik JIT编译器把Dalvik字节码编译成本地代码,这可明显加快执行速度。JIT编译器(JIT)可显著提高性能,因为:
- 本地代码直接由CPU执行,而不必由解释执行;
- 本地代码可为特定架构予以优化
谷歌基准测试显示,Android2.2的代码执行速度比Android2.1块2到5倍。虽说代码的具体功能会对结果产生很大影响,但可肯定的是,使用Android2.2及更高版本会显著提升速度。
对于无JIT的Android2.1或更早的版本而言,优化策略的选用可能会因此受到很大影响。若打算针对运行Android1.5(Cupcake)、1.6(Donut),或2.1(eclair)的设备开发,你要先仔细地审查应用在这些环境下需提供哪些功能。此外,这些运用Android早起版本的旧设备是没新设备强劲的。尽管运行Android2.1和更早版本的设备所占的市场份额正在萎缩,但直到2011年12月,其数量仍占有约12%。可选策略有3条:
- 不予优化:不予优化,因为应用在这些旧设备上运行得相当缓慢;
- 限制最低API:限制应用中Android API等级为最低8级,让它只能安装在Android2.2或更高版本上;
- 禁掉高耗功能:即使没有JIT编译器,也要针对旧设备优化,给用户以舒畅的体验。也就是说禁掉那些非常耗CPU资源的功能
1.3 缓存结果
使用SparseArray充当缓存
定义一个缓存时,使用HashMap,可胜任这项工作。不顾,Android定义了SparseArray类,当键是整数时,它比HashMap效率更高。因为HashMap使用的是java.lang.Integer对象,而SparseArray使用的是基本类型int。因此使用HashMap会创建很多Integer对象,而使用SparseArray则可避免这种情况。
注意:Android定义了多种类型的稀疏数组(sparse array):SparseArray(键为整数,值为对象)、SparseBooleanArray(键为整数,值为boolean)和SparseIntArray(键为整数,值为整数)
LRU和MRU策略
所谓的LRU(Least recently used)算法的基本概念是:当内存的剩余的可用空间不够时,缓冲区尽可能的先保留使用者最常使用的数据,换句话说就是优先清除“较不常使用的数据”,并释放其空间。之所以“较不常使用的数据”要用引号是因为这里判断所谓的较不常使用的标准是人为的、不严格的。所谓的MRU(Most recently used)算法的意义正好和LRU算法相反,Android现在没有类似MruCache类,考虑到MRU缓存不常用,这并不奇怪
1.4 API等级
版本的分化主要体现在:屏幕分辨率、实体物理键盘、硬件图形加速器及处理器上
1.6 响应能力
主线程主要处理的事情:
- 按键事件接收;(例如,View.onKeyDown()和Activity.onKeyLongPress());
- 绘制View(View.onDraw());
- 产生生命周期事件(例如,Activity.onCreate());
Activity的onCreate()方法一般会包含调用setContentView或任何其他负责展开资源的方法。因为展开资源是一个开销相对较大的操作,所以你可通过降低布局(Layout,XML文件定义应用的外观)复杂性来使资源展开加快。几个降低布局复杂性的步骤如下:
- 使用RelativeLayout代替嵌套LinearLayouts,尽可能保持“扁平化”的布局。另外,减少创建的对象数量,也会使事件的处理速度加快
- 使用ViewStub推迟对象创建
注意:因为可能有很多项目在列表中,所以要特别注意ListView布局。你可使用SDK的layoutopt工具来分析布局
优化的基本原则是保持应用的持续响应,让主线程尽可能快地完成任务。这句话也常用另一个说法,在主线程当中尽可能少做事情。在大多数情况下,可通过把操作转移到另一个线程或推迟操作来加快应用响应速度,这两种技术通常并不会使代码更难维护。把任务转移到另一个线程之前,一定要确保你已充分了解任务执行太慢的原因。若响应慢的原因是坏的算法或实现,就去修改它们,将任务转移到另一个线程只是欲盖弥彰而已。
写程序时,应始终假定下列两种情况:
- 网络很慢(正在试图连接的服务器甚至可能没有响应)
- 文件系统的访问速度很慢
结论就是,不应该在主线程内进行网络操作或访问文件系统,因为缓慢的操作会拖累系统的响应能力。虽然在开发环境中,你可能永远不会遇到任何网络问题或任何文件系统的性能问题,但用户可能不像你那么幸运。
1.8 总结
不要牺牲响应能力。这可能会加大应用开发的难度,而响应顺畅是应用成功的关键
2、NDK(native develop kit)入门
Android的原生开发套件(NDK)是SDK的辅助工具,可用它把Android应用的一部分或全部用本地代码实现。字节码需由虚拟机解释,而本地代码可由设备处理器直接执行,没有任何中间步骤,执行速度更快,有时快很多。Dalvik的JIT编译器可将字节码编译为本地代码,减少应用字节码的解释次数(理想情况下仅有一次),而直接使用自己生成的本地代码,可让应用运行得更快。使用NDK时,是在开发环境中将代码编译为本地代码,而不是在Android设备上。
使用本地代码和NDK的方式有以下两种:
- 应用的一部分用Java编写,另一部分用C/C++编写;
- 应用全部用C/C++写
2.1 处理器
- ×86——Intel架构
- armeabi——ARM架构,是Android设备的主导架构
- MIPS——运行Android2.2的MIPS只能手机早在2011年6月就通过了Android兼容性测试,但官方Android NDK仍然不支持MIPS ABI
2.3 Application.mk
Application.mk用于在指定整个应用的共同变量,Android.mk用来指定想构建什么模块以及如何构建
2.4 Android.mk是Android开发中,用来编译JNI代码的
在开发工具中,new JNI 即可创建一个 android.mk文件;
一个Android.mk文件可以编译多个模块,每个模块属下列类型之一:
APK程序 一般的Android程序,编译打包生成apk文件
JAVA库 java类库,编译打包生成jar文件
C\C++应用程序 可执行的C\C++应用程序
C\C++静态库 编译生成C\C++静态库,并打包成.a文件
C\C++共享库 编译生成共享库(动态链接库),并打包成.so文, 有且只有共享库才能被安装/复制到您的应用软件(APK)包中。
2.7 总结
本章介绍了使用本地代码提高性能的办法。精心雕琢的本地代码很少会降低性能,而使用NDK的原因也不只是提高性能。下面总结了使用NDK的理由:
- 重用现有代码,而不是在Java中重写一切;
- 编写新的代码,在其他不支持Java的平台上使用;
- 要在没有JIT编译器(Android2.1或更早版本)的旧Android设备上运行应用,那本地代码是提供顺畅用户体验的唯一出路;
- 即使Android设备上已有JIT编译器,在应用中使用本地代码还是可提升用户体验。
前两个原因非常重要,在某些情况下,你可能需要为了它们牺牲性能(前提是不会影响到用户体验,或至少不会超出用户的忍耐范围)和许多开发者一样,你可用的资源有限,若想让尽可能多的人采用你开发的应用,不要局限在单一平台,那不会使你的收益最大化。
3、NDK进阶
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