Android性能优化编码规范

 

写出高效的代码有两条基本的原则：

l  不作没有必要的工作。

l  尽量避免内存分配。

 

 

1.避免创建不必要的对象

对象创建永远不会是免费的。每个线程的分代GC给零时对象分配一个地址池以降低分配开销，但往往内存分配比不分配需要的代价大。

如果在用户界面周期内分配对象，就会强制一个周期性的垃圾回收，给用户体验增加小小的停顿间隙。Gingerbread中提到的并发回收也许有用，但不必要的工作应当被避免的。

因此，应该避免不必要的对象创建。下面是几个例子：

l 如果有一个返回String的方法，并且他的返回值常常附加在一个StringBuffer上，改变声明和实现，让函数直接在其后面附加，而非创建一个短暂存在的零时变量。

l  当从输入的数据集合中读取数据时，考虑返回原始数据的子串，而非新建一个拷贝.这样你虽然创建一个新的对象，但是他们共享该数据的char数组。（结果是即使仅仅使用原始输入的一部分，你也需要保证它的整体一直存在于内存中。）

一个更彻底的方案是将多维数组切割成平行一维数组：

l  Int类型的数组常优于Integer类型的。推而广之，两个平行的int数组要比一个（int,int）型的对象数组高效。这对于其他任何基本数据类型的组合都通用。

l  如果需要实现一个容器来存放元组（Foo,Bar），两个平行数组Foo[],Bar[]会优于一个（Foo,Bar）对象的数组。（例外情况是：当你设计API给其他代码调用时，应用好的API设计来换取小的速度提升。但在自己的内部代码中，尽量尝试高效的实现。）

通常来讲，尽量避免创建短时零时对象.少的对象创建意味着低频的垃圾回收。而这对于用户体验产生直接的影响。

2.  用静态代替虚拟

         如果不需要访问某对象的字段，将方法设置为静态，调用会加速15%到20%。这也是一种好的做法，因为你可以从方法声明中看出调用该方法不需要更新此对象的状态。

 

3.   避免内部的Getters/Setters

在源生语言像C++中，通常做法是用Getters（i=getCount()）代替直接字段访问（i=mCount）。这是C++中一个好的习惯，因为编译器会内联这些访问，并且如果需要约束或者调试这些域的访问，你可以在任何时间添加代码。

而在Android中，这不是一个好的做法。虚方法调用的代价比直接字段访问高昂许多。通常根据面向对象语言的实践，在公共接口中使用Getters和Setters是有道理的，但在一个字段经常被访问的类中宜采用直接访问。

无JIT时，直接字段访问大约比调用getter访问快3倍。有JIT时（直接访问字段开销等同于局部变量访问），要快7倍。在Froyo版本中确实如此，但以后版本可能会在JIT中改进Getter方法的内联。

 

4. 对常量使用Static Final修饰符

考虑下面类首的声明：

static String var = "HelloWorld"

 

 

编译器会生成一个类初始化方法<clinit>,当该类初次被使用时执行，这个方法将42存入intVal中，并得到类文件字符串常量strVal的一个引用。当这些值在后面被引用时，他们通过字段查找进行访问。

我们改进实现，采用 final关键字：

static final String VAR = "HelloWorld";

 

 

类不再需要<clinit>方法，因为常量通过静态字段初始化器进入dex文件中。引用intVal的代码，将直接调用整形值42；而访问strVal，也会采用相对开销较小的“字符串常量”（原文：“sring constant”）指令替代字段查找。（这种优化仅仅是针对基本数据类型和String类型常量的，而非任意的引用类型。但尽可能的将常量声明为static final是一种好的做法。

 

5. 使用改进的For循环语法

改进for循环（有时被称为“for-each”循环）能够用于实现了iterable接口的集合类及数组中。在集合类中，迭代器让接口调用hasNext()和next()方法。在ArrayList中，手写的计数循环迭代要快3倍（无论有没有JIT），但其他集合类中，改进的for循环语法和迭代器具有相同的效率。

这里有一些迭代数组的实现：

static class Foo
{
    int p;
}

Foo[] fArray = .....;

public void zero()
{
    int sum = 0;
    for (int i=0; i<fArray.length;i++
    {
         sum += fArray[i].p;
    }
}

public void one()
{
    int sum = 0;
    int length = fArray.length;
    for (int i=0;i<length;i++)
    {
         sum += fArray[i].p;
    }
}

public void two()
{
    int sum = 0;
    for (Foo a : fArray)
   {
        sum += a.p;
    }
}

 

 

zero()是当中最慢的，因为对于这个遍历中的历次迭代，JIT并不能优化获取数组长度的开销。

One()稍快，将所有东西都放进局部变量中，避免了查找。但仅只有声明数组长度对性能改善有益。

Two()是在无JIT的设备上运行最快的，对于有JIT的设备则和one()不分上下。他采用了JDK1.5中的改进for循环语法。

结论：优先采用改进for循环，但在性能要求苛刻的ArrayList迭代中，考虑采用手写计数循环。

(参见 Effective Java item 46.)

 

6.  在私有内部类中，考虑用包访问权限替代私有访问权限

考虑下面的定义：

public class Foo
{
    public class Inner
    {
         public void stuff()
         {
                Foo.this.doStuff(Foo.this.mValue);
         }
    }

    private int mValue;

    public void run()
    {
         Inner in = new Inner();
         mValue = 27;
         in.stuff();
    }

    private void doStuff(int value)
    {
          System.out.println("value:"+value);
    }
}

 

 

需要注意的关键是：我们定义的一个私有内部类（Foo$Inner），直接访问外部类中的一个私有方法和私有变量。这是合法的，代码也会打印出预期的“Value is 27”。

但问题是，虚拟机认为从Foo$Inner中直接访问Foo的私有成员是非法的，因为他们是两个不同的类，尽管Java语言允许内部类访问外部类的私有成员，但是通过编译器生成几个综合方法来桥接这些间隙的。

/*package*/static int Foo.access$100(Foo foo)
{
     return foo.mValue;
}

/*package*/static void Foo.access%200(Foo foo,int value)
{
     foo.duStuff(value);
}

 

 

内部类会在外部类中任何需要访问mValue字段或调用doStuff方法的地方调用这些静态方法。这意味着这些代码将直接存取成员变量表现为通过存取器方法访问。之前提到过存取器访问如何比直接访问慢，这例子说明，某些语言约会定导致不可见的性能问题。

如果你在高性能的Hotspot中使用这些代码，可以通过声明被内部类访问的字段和成员为包访问权限，而非私有。但这也意味着这些字段会被其他处于同一个包中的类访问，因此在公共API中不宜采用。

 

7.  合理利用浮点数

通常的经验是，在Android设备中，浮点数会比整型慢两倍，在缺少FPU和JIT的G1上对比有FPU和JIT的Nexus One中确实如此（两种设备间算术运算的绝对速度差大约是10倍）

从速度方面说，在现代硬件上，float和double之间没有任何不同。更广泛的讲，double大2倍。在台式机上，由于不存在空间问题，double的优先级高于float。

但即使是整型，有的芯片拥有硬件乘法，却缺少除法。这种情况下，整型除法和求模运算是通过软件实现的，就像当你设计Hash表，或是做大量的算术那样。

 

8.  了解并使用类库，选择Library中的代码而非自己重写

         选择Library中的代码而非自己重写，除了通常的那些原因外，考虑到系统空闲时会用汇编代码调用来替代library方法，这可能比JIT中生成的等价的最好的Java代码还要好。典型的例子就是String.indexOf，Dalvik用内部内联来替代。同样的，System.arraycopy方法在有JIT的Nexus One上，自行编码的循环快9倍。

         (参见 Effective Java item 47.)

 

9.  合理利用本地方法

本地方法并不是一定比Java高效。最起码，Java和native之间过渡的关联是有消耗的，而JIT并不能对此进行优化。当你分配本地资源时（本地堆上的内存，文件说明符等），往往很难实时的回收这些资源。同时你也需要在各种结构中编译你的代码（而非依赖JIT）。甚至可能需要针对相同的架构来编译出不同的版本：针对ARM处理器的GI编译的本地代码，并不能充分利用Nexus One上的ARM，而针对Nexus One上ARM编译的本地代码不能在G1的ARM上运行。

当你想部署程序到存在本地代码库的Android平台上时，本地代码才显得尤为有用，而并非为了Java应用程序的提速。

(参见 Effective Java item 54.)

 

10.  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。

11. 使用StringBuilder连接字符串

不要随意的使用stingA=StringB+StringC的写法，有大量拼接操作的地方用StringBuilder代替。

12.  与网络和数据库的数据交换，不要为了方便，把类型都定义为String。

13. 减少网络交互的次数

访问server端时，建立连接本身比传输需要跟多的时间，如非必要，不要将一交互可以做的事情分成多次交互（这需要与Server端协调好）。

14. 对于需要一次性修改多个数据时，可以考虑使用SQLite的事务方式批量处理

15. 插入多行数据使用bulkInsert

16. 采用硬件加速，在androidmanifest.xml中application添加  android:hardwareAccelerated="true"      （需要在android 3.0才可以使用）。

17. View中设置缓存属性.setDrawingCache为true. 

18. 优化你的布局。通过Android sdk中tools目录下的layoutopt 命令查看你的布局是否需要优化。 

19.  动态加载View. 采用ViewStub 避免一些不经常的视图长期握住引用. 

20. 将Acitivity 中的Window 的背景图设置为空。getWindow().setBackgroundDrawable(null);android的默认背景是不是为空。 

21. 采用<merge> 优化布局层数。 采用<include >来共享布局。 

22.查看Heap 的大小 

23.利用TraceView查看跟踪函数调用。有的放矢的优化。 

24.cursor 的使用。不过要注意管理好cursor,不要每次打开关闭cursor.因为打开关闭Cursor非常耗时。 Cursor.require用于刷新cursor.

25.采用SurfaceView在子线程刷新UI, 避免手势的处理和绘制在同一UI线程（普通View都这样做）。

26.采用JNI，将耗时间的处理放到c/c++层来处理。

27.有些能用文件操作的，尽量采用文件操作，文件操作的速度比数据库的操作要快10倍左右。

28. 懒加载和缓存机制。访问网络的耗时操作启动一个新线程来做，而不要再UI线程来做。

 

 

最后：通常考虑的是：先确定存在问题，再进行优化。并且你知道当前系统的性能，否则无法衡量你进行尝试所得到的提升。