ANDROID性能调优
http://www.trinea.cn/android/android-performance-demo/#comment-115
本文主要分享自己在appstore项目中的性能调优点，包括同步改异步、缓存、Layout优化、数据库优化、算法优化、延迟执行等。
性能优化专题已完成五部分：
性能优化总纲——性能问题及性能调优方式
性能优化第三篇——Java(Android)代码优化
性能优化第二篇——布局优化
性能优化第一篇——数据库性能优化
性能优化实例
一、性能瓶颈点
整个页面主要由6个Page的ViewPager，每个Page为一个GridView，GridView一屏大概显示4*4的item信息(本文最后有附图)。由于网络数据获取较多且随时需要保持页面内app下载进度及状态，所以出现以下性能问题
a. ViewPager左右滑动明显卡顿
b. GridView上下滚动明显卡顿
c. 其他Activity返回ViewPager Activity较慢
d. 网络获取到展现速度较慢
二、性能调试及定位
主要使用Traceview、monkey、monkey runner调试，traceview类似java web调优的visualvm，使用方法如下：
在需要调优的activity onCreate函数中添加
| 1 | android . os . debug . startMethodTracing ( "Entertainment" ) ; |
onDestrory函数中添加
android.os.debug.stopMethodTracing();| 1 | android . os . debug . stopMethodTracing ( ) ; |
程序退出后会在sd卡根目录下生成Entertainment.trace这个文件，cmd到android sdk的tools目录下运行traceview.bat Entertainment.trace即可，截图如下
从中可以看出各个函数的调用时间、调用次数、平均调用时间、时间占用百分比等从而定位到耗时的操作。monkey、monkey runner更详细的见后面博客介绍
三、性能调优点
主要包括同步改异步、缓存、Layout优化、数据库优化、算法优化、延迟执行。
1. 同步改异步
这个就不用多讲了，耗时操作放在线程中执行防止占用主线程，一定程度上解决anr。
但需要注意线程和service结合（防止activity被回收后线程也被回收）以及线程的数量
线程池使用可见java的线程池
2. 缓存
java的对象创建需要分配资源较耗费时间，加上创建的对象越多会造成越频繁的gc影响系统响应。主要使用单例模式、缓存(图片缓存、线程池、View缓存、IO缓存、消息缓存、通知栏notification缓存)及其他方式减少对象创建。
(1). 单例模式
对于创建开销较大的类可使用此方法，保证全局一个实例，在程序运行过程中该类不会因新建额外对象产生开销。示例代码如下：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | public class Singleton { private static Object obj = new Object ( ) ; private static Singleton instance = null ; private Singleton ( ) { } public static Singleton getInstance ( ) { // if already inited, no need to get lock everytime if ( instance == null ) { synchronized ( obj ) { if ( instance == null ) { instance = new Singleton ( ) ; } } } return instance ; } } |
(2). 缓存
程序中用到了图片缓存、线程池、View缓存、IO缓存、消息缓存、通知栏notification缓存等。
a. 图片缓存：见ImageCache和ImageSdCache
b. 线程池：使用Java的Executors类，通过newCachedThreadPool、newFixedThreadPool、newSingleThreadExecutor、newScheduledThreadPool提供四种不同类型的线程池
c. View缓存：
可见ListView缓存机制
listView的getView缓存 Java @Override public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) { ViewHolder holder; if (convertView == null) { convertView = inflater.inflate(R.layout.type_item, null); holder = new ViewHolder(); holder.imageView = (ImageView)convertView.findViewById(R.id.app_icon); holder.textView = (TextView)convertView.findViewById(R.id.app_name); convertView.setTag(holder); } else { holder = (ViewHolder)convertView.getTag(); } holder.imageView.setImageResource(R.drawable.index_default_image); holder.textView.setText(""); return convertView; } /** * ViewHolder */ static class ViewHolder { ImageView imageView; TextView textView; }| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | @Override public View getView ( int position , View convertView , ViewGroup parent ) { ViewHolder holder ; if ( convertView == null ) { convertView = inflater . inflate ( R . layout . type_item , null ) ; holder = new ViewHolder ( ) ; holder . imageView = ( ImageView ) convertView . findViewById ( R . id . app_icon ) ; holder . textView = ( TextView ) convertView . findViewById ( R . id . app_name ) ; convertView . setTag ( holder ) ; } else { holder = ( ViewHolder ) convertView . getTag ( ) ; } holder . imageView . setImageResource ( R . drawable . index_default_image ) ; holder . textView . setText ( "" ) ; return convertView ; } /** * ViewHolder */ static class ViewHolder { ImageView imageView ; TextView textView ; } |
通过convertView是否为null减少layout inflate次数，通过静态的ViewHolder减少findViewById的次数，这两个函数尤其是inflate是相当费时间的
d. IO缓存：
使用具有缓存策略的输入流，BufferedInputStream替代InputStream，BufferedReader替代Reader，BufferedReader替代BufferedInputStream.对文件、网络IO皆适用。
e. 消息缓存：通过Handler的obtainMessage回收就的Message对象，减少Message对象的创建开销
handler.sendMessage(handler.obtainMessage(1));
f. 通知栏notification缓存：下载中需要不断改变通知栏进度条状态，如果不断新建Notification会导致通知栏很卡。这里我们可以使用最简单的缓存
Map
(3). 其他
能创建基类解决问题就不用具体子类：除需要设置优先级的线程使用new Thread创建外，其余线程创建使用new Runnable。因为子类会有自己的属性创建需要更多开销。
控制最大并发数量：使用Java的Executors类，通过Executors.newFixedThreadPool(nThreads)控制线程池最大线程并发
对于http请求增加timeout
3. Layout优化
使用抽象布局标签(include, viewstub, merge)、去除不必要的嵌套和View节点、减少不必要的infalte及其他Layout方面可调优点，顺带提及布局调优相关工具(hierarchy viewer和lint)。具体可见性能优化之布局优化
TextView属性优化：TextView的android:ellipsize=”marquee”跑马灯效果极耗性能，具体原因还在深入源码中
4. 数据库优化
主要包括索引和事务及针对Sqlite的优化。具体可见性能优化之数据库优化
5. 算法优化
这个就是个博大精深的话题了，只介绍本应用中使用的。
使用hashMap代替arrayList，时间复杂度降低一个数量级
6. 延迟执行
对于很多耗时逻辑没必要立即执行，这时候我们可以将其延迟执行。
线程延迟执行 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
消息延迟发送 handler.sendMessageDelayed(handler.obtainMessage(0), 1000);
四、本程序性能调优结果
1. ViewPager左右滑动明显卡顿
2. GridView上下滚动明显卡顿
(1). 去掉TextView的android:ellipsize=”marquee”
(2). 修改图片缓存的最大线程数，增加http timeout
(3). 修改设置app是否已安装的状态，具体代码修改如下：
| 1 2 3 4 5 6 7 | List |
修改为
Java for (App app : appList) { Pair| 1 2 3 4 5 6 7 8 | for ( App app : appList ) { Pair < Integer , String > versionInfo = INSTALLED_APP_MAP . get ( app . getPackageName ( ) ) ; if ( versionInfo != null ) { } else { } } |
从每次获取List
将平均执行时间从201ms降低到1ms。
3. 其他Activity返回ViewPager Activity较慢
定位：在onStart函数
解决：使用延迟策略，具体代码修改如下：
| 1 2 3 4 5 | @Override public void onStart ( ) { super . onStart ( ) ; appUpdateListAdapter . notifyDataSetChanged ( ) ; } |
改为
优化后代码 Java public void onStart() { super.onStart(); // delay send message handler.sendMessageDelayed(handler.obtainMessage(MessageConstants.WHAT_NOTIFY_DATA_CHANGED), 100); } private class MyHandler extends Handler { @Override public void handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); switch (msg.what) { case MessageConstants.WHAT_NOTIFY_DATA_CHANGED: if (appUpdateListAdapter != null) { appUpdateListAdapter.notifyDataSetChanged(); } break; } } }| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | public void onStart ( ) { super . onStart ( ) ; // delay send message handler . sendMessageDelayed ( handler . obtainMessage ( MessageConstants . WHAT_NOTIFY_DATA_CHANGED ) , 100 ) ; } private class MyHandler extends Handler { @Override public void handleMessage ( Message msg ) { super . handleMessage ( msg ) ; switch ( msg . what ) { case MessageConstants . WHAT_NOTIFY_DATA_CHANGED : if ( appUpdateListAdapter != null ) { appUpdateListAdapter . notifyDataSetChanged ( ) ; } break ; } } } |
4. 网络获取到展现速度较慢
定位：在HttpURLConnection.getInputStream()之后的处理
解决：使用BufferedReader替代BufferedInputStream获取时间从100ms降低到3ms，具体代码修改如下：
| 1 2 3 4 5 | HttpURLConnection con = ( HttpURLConnection ) url . openConnection ( ) ; InputStream input = con . getInputStream ( ) ; while ( input . read ( buffer , 0 , 1024 ) != - 1 ) { } |
改为
Java HttpURLConnection con = (HttpURLConnection)url.openConnection(); BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(con.getInputStream())); String s; while ((s = input.readLine()) != null) { }| 1 2 3 4 5 6 | HttpURLConnection con = ( HttpURLConnection ) url . openConnection ( ) ; BufferedReader input = new BufferedReader ( new InputStreamReader ( con . getInputStream ( ) ) ) ; String s ; while ( ( s = input . readLine ( ) ) != null ) { } |
性能优化系列总篇
本文为性能优化系列的总纲，主要介绍性能调优专题计划、何为性能问题、性能调优方式及前面介绍的数据库优化、布局优化、Java(Android)代码优化具体对应的调优方式。
1、调优专题博客计划
目前调优专题已完成五部分：
性能优化总纲——性能问题及性能调优方式
性能优化第三篇——Java(Android)代码优化
性能优化第二篇——布局优化
性能优化第一篇——数据库性能优化
性能优化实例
后续计划性能优化——诊断及工具(目前只有关于TraceView的介绍)、性能优化——内存篇、性能优化——JNI篇，性能优化——电量篇。
2、何为性能问题
在性能测试中存在两个概念：
(1). 响应时间
指从用户操作开始到系统给用户以正确反馈的时间。一般包括系统处理时间 + 网络传输时间 + 展现时间。对于非网络类应用不包括网络传输时间。响应时间是用户对性能最直接的感受。
(2). TPS(Transaction Per Second)
TPS为每秒处理的事务数，是系统吞吐量的指标，在搜索系统中也用QPS(Query Per Second)衡量。TPS一般与响应时间反相关。
通常所说的性能问题就是指响应时间过长、系统吞吐量过低。在web性能测试中，也会将高并发下内存泄漏归为性能问题。
在Android应用程序中由于系统ANR的限制，所以对主线程的响应时间提出了更高的要求。Android ANR的具体要求是指Activity对事件响应不超过5秒，BroadcastReceiver中执行时间不超过10秒。
3、性能调优方式
明白了何为性能问题之后，就能明白性能优化实际就是优化系统的响应时间，提高TPS。优化响应时间，提高TPS的方式包括：
(1) 降低执行时间
这部分包括：a. 缓存(包括对象缓存、IO缓存、网络缓存), b. 数据存储类型优化, c. 算法优化, d. JNI, e. 逻辑优化, f. 需求优化
(2) 同步改异步，利用多线程提高TPS
(3) 提前或延迟操作，错开时间段提高TPS
对于数据库优化、布局优化、Java代码部分优化都可以归纳到上面的几种方式中。具体见：
性能优化第三篇——Java(Android)代码优化
性能优化第二篇——布局优化
性能优化第一篇——数据库性能优化
性能优化实例
性能优化之布局优化
本文为Android性能优化的第二篇——布局优化，主要介绍使用抽象布局标签(include, viewstub, merge)、去除不必要的嵌套和View节点、减少不必要的infalte及其他Layout方面可调优点，顺带提及布局调优相关工具(hierarchy viewer和lint)。
性能优化专题已完成五部分：
性能优化总纲——性能问题及性能调优方式
性能优化第三篇——Java(Android)代码优化
性能优化第二篇——布局优化
性能优化第一篇——数据库性能优化
性能优化实例
1、抽象布局标签
(1)
include标签常用于将布局中的公共部分提取出来供其他layout共用，以实现布局模块化，这在布局编写方便提供了大大的便利。
下面以在一个布局main.xml中用include引入另一个布局foot.xml为例。main.mxl代码如下：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | <? xml version = "1.0" encoding = "utf-8" ?> < RelativeLayout xmlns : android = "http://schemas.android.com/apk/res/android" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "match_parent" > < ListView android : id = "@+id/simple_list_view" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "match_parent" android : layout_marginBottom = "@dimen/dp_80" / > < include layout = "@layout/foot.xml" / > < / RelativeLayout > |
其中include引入的foot.xml为公用的页面底部，代码如下：
Java <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | <? xml version = "1.0" encoding = "utf-8" ?> < RelativeLayout xmlns : android = "http://schemas.android.com/apk/res/android" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "match_parent" > < Button android : id = "@+id/button" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "@dimen/dp_40" android : layout_above = "@+id/text" / > < TextView android : id = "@+id/text" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "@dimen/dp_40" android : layout_alignParentBottom = "true" android : text = "@string/app_name" / > < / RelativeLayout > |
(2)
viewstub标签同include标签一样可以用来引入一个外部布局，不同的是，viewstub引入的布局默认不会扩张，即既不会占用显示也不会占用位置，从而在解析layout时节省cpu和内存。
viewstub常用来引入那些默认不会显示，只在特殊情况下显示的布局，如进度布局、网络失败显示的刷新布局、信息出错出现的提示布局等。
下面以在一个布局main.xml中加入网络错误时的提示页面network_error.xml为例。main.mxl代码如下：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | <? xml version = "1.0" encoding = "utf-8" ?> < RelativeLayout xmlns : android = "http://schemas.android.com/apk/res/android" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "match_parent" > …… < ViewStub android : id = "@+id/network_error_layout" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "match_parent" android : layout = "@layout/network_error" / > < / RelativeLayout > |
其中network_error.xml为只有在网络错误时才需要显示的布局，默认不会被解析，示例代码如下：
Java <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | <? xml version = "1.0" encoding = "utf-8" ?> < RelativeLayout xmlns : android = "http://schemas.android.com/apk/res/android" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "match_parent" > < Button android : id = "@+id/network_setting" android : layout_width = "@dimen/dp_160" android : layout_height = "wrap_content" android : layout_centerHorizontal = "true" android : text = "@string/network_setting" / > < Button android : id = "@+id/network_refresh" android : layout_width = "@dimen/dp_160" android : layout_height = "wrap_content" android : layout_below = "@+id/network_setting" android : layout_centerHorizontal = "true" android : layout_marginTop = "@dimen/dp_10" android : text = "@string/network_refresh" / > < / RelativeLayout > |
在java中通过(ViewStub)findViewById(id)找到ViewStub，通过stub.inflate()展开ViewStub，然后得到子View，如下：
Java private View networkErrorView; private void showNetError() { // not repeated infalte if (networkErrorView != null) { networkErrorView.setVisibility(View.VISIBLE); return; } ViewStub stub = (ViewStub)findViewById(R.id.network_error_layout); networkErrorView = stub.inflate(); Button networkSetting = (Button)networkErrorView.findViewById(R.id.network_setting); Button refresh = (Button)findViewById(R.id.network_refresh); } private void showNormal() { if (networkErrorView != null) { networkErrorView.setVisibility(View.GONE); } }| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | private View networkErrorView ; private void showNetError ( ) { // not repeated infalte if ( networkErrorView != null ) { networkErrorView . setVisibility ( View . VISIBLE ) ; return ; } ViewStub stub = ( ViewStub ) findViewById ( R . id . network_error_layout ) ; networkErrorView = stub . inflate ( ) ; Button networkSetting = ( Button ) networkErrorView . findViewById ( R . id . network_setting ) ; Button refresh = ( Button ) findViewById ( R . id . network_refresh ) ; } private void showNormal ( ) { if ( networkErrorView != null ) { networkErrorView . setVisibility ( View . GONE ) ; } } |
在上面showNetError()中展开了ViewStub，同时我们对networkErrorView进行了保存，这样下次不用继续inflate。这就是后面第三部分提到的减少不必要的infalte。
viewstub标签大部分属性同include标签类似。
上面展开ViewStub部分代码
Java ViewStub stub = (ViewStub)findViewById(R.id.network_error_layout); networkErrorView = stub.inflate();| 1 2 | ViewStub stub = ( ViewStub ) findViewById ( R . id . network_error_layout ) ; networkErrorView = stub . inflate ( ) ; |
也可以写成下面的形式
Java View viewStub = findViewById(R.id.network_error_layout); viewStub.setVisibility(View.VISIBLE); // ViewStub被展开后的布局所替换 networkErrorView = findViewById(R.id.network_error_layout); // 获取展开后的布局| 1 2 3 | View viewStub = findViewById ( R . id . network_error_layout ) ; viewStub . setVisibility ( View . VISIBLE ) ; // ViewStub被展开后的布局所替换 networkErrorView = findViewById ( R . id . network_error_layout ) ; // 获取展开后的布局 |
效果一致，只是不用显示的转换为ViewStub。通过viewstub的原理我们可以知道将一个view设置为GONE不会被解析，从而提高layout解析速度，而VISIBLE和INVISIBLE这两个可见性属性会被正常解析。
(3)
在使用了include后可能导致布局嵌套过多，多余不必要的layout节点，从而导致解析变慢，不必要的节点和嵌套可通过hierarchy viewer(下面布局调优工具中有具体介绍)或设置->开发者选项->显示布局边界查看。
merge标签可用于两种典型情况：
a. 布局顶结点是FrameLayout且不需要设置background或padding等属性，可以用merge代替，因为Activity内容试图的parent view就是个FrameLayout，所以可以用merge消除只剩一个。
b. 某布局作为子布局被其他布局include时，使用merge当作该布局的顶节点，这样在被引入时顶结点会自动被忽略，而将其子节点全部合并到主布局中。
以(1)
可以发现多了一层没必要的RelativeLayout，将foot.xml中RelativeLayout改为merge，如下：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | <? xml version = "1.0" encoding = "utf-8" ?> < merge xmlns : android = "http://schemas.android.com/apk/res/android" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "match_parent" > < Button android : id = "@+id/button" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "@dimen/dp_40" android : layout_above = "@+id/text" / > < TextView android : id = "@+id/text" android : layout_width = "match_parent" android : layout_height = "@dimen/dp_40" android : layout_alignParentBottom = "true" android : text = "@string/app_name" / > < / merge > |
运行后再次用hierarchy viewer查看main.xml布局如下图：
这样就不会有多余的RelativeLayout节点了。
2、去除不必要的嵌套和View节点
(1) 首次不需要使用的节点设置为GONE或使用viewstub
(2) 使用RelativeLayout代替LinearLayout
大约在Android4.0之前，新建工程的默认main.xml中顶节点是LinearLayout，而在之后已经改为RelativeLayout，因为RelativeLayout性能更优，且可以简单实现LinearLayout嵌套才能实现的布局。
4.0及以上Android版本可通过设置->开发者选项->显示布局边界打开页面布局显示，看看是否有不必要的节点和嵌套。4.0以下版本可通过hierarchy viewer查看。
3、减少不必要的infalte
(1) 对于inflate的布局可以直接缓存，用全部变量代替局部变量，避免下次需再次inflate
如上面ViewStub示例中的
| 1 2 3 4 | if ( networkErrorView != null ) { networkErrorView . setVisibility ( View . VISIBLE ) ; return ; } |
(2) ListView提供了item缓存，adapter getView的标准写法，如下：
Java @Override public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) { ViewHolder holder; if (convertView == null) { convertView = inflater.inflate(R.layout.list_item, null); holder = new ViewHolder(); …… convertView.setTag(holder); } else { holder = (ViewHolder)convertView.getTag(); } } /** * ViewHolder * * @author trinea@trinea.cn 2013-08-01 */ private static class ViewHolder { ImageView appIcon; TextView appName; TextView appInfo; }| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | @Override public View getView ( int position , View convertView , ViewGroup parent ) { ViewHolder holder ; if ( convertView == null ) { convertView = inflater . inflate ( R . layout . list_item , null ) ; holder = new ViewHolder ( ) ; …… convertView . setTag ( holder ) ; } else { holder = ( ViewHolder ) convertView . getTag ( ) ; } } /** * ViewHolder * * @author trinea@trinea.cn 2013-08-01 */ private static class ViewHolder { ImageView appIcon ; TextView appName ; TextView appInfo ; } |
关于ListView缓存原理可见Android ListView缓存机制。
4、其他点
(1) 用SurfaceView或TextureView代替普通View
SurfaceView或TextureView可以通过将绘图操作移动到另一个单独线程上提高性能。
普通View的绘制过程都是在主线程(UI线程)中完成，如果某些绘图操作影响性能就不好优化了，这时我们可以考虑使用SurfaceView和TextureView，他们的绘图操作发生在UI线程之外的另一个线程上。
因为SurfaceView在常规视图系统之外，所以无法像常规试图一样移动、缩放或旋转一个SurfaceView。TextureView是Android4.0引入的，除了与SurfaceView一样在单独线程绘制外，还可以像常规视图一样被改变。
(2) 使用RenderJavascript
RenderScript是Adnroid3.0引进的用来在Android上写高性能代码的一种语言，语法给予C语言的C99标准，他的结构是独立的，所以不需要为不同的CPU或者GPU定制代码代码。
(3) 使用OpenGL绘图
Android支持使用OpenGL API的高性能绘图，这是Android可用的最高级的绘图机制，在游戏类对性能要求较高的应用中得到广泛使用。
Android 4.3最大的改变，就是支持OpenGL ES 3.0。相比2.0，3.0有更多的缓冲区对象、增加了新的着色语言、增加多纹理支持等等，将为Android游戏带来更出色的视觉体验。
(4) 尽量为所有分辨率创建资源
减少不必要的硬件缩放，这会降低UI的绘制速度，可借助Android asset studio
5、布局调优工具
(1) hierarchy viewer
hierarchy viewer可以方便的查看Activity的布局，各个View的属性、measure、layout、draw的时间，如果耗时较多会用红色标记，否则显示绿色。
hierarchy viewer.bat位于
(2) layoutopt
layoutopt是一个可以提供layout及其层级优化提示的命令行，在sdk16以后已经被lint取代，在Windows->Show View->Other->Android->Lint Warnings查看lint优化提示，lint具体介绍可见Improving Your Code with lint。
性能优化之Java(Android)代码优化
本文为Android性能优化的第三篇——Java(Android)代码优化。主要介绍Java代码中性能优化方式及网络优化，包括缓存、异步、延迟、数据存储、算法、JNI、逻辑等优化方式。(时间仓促，后面还会继续完善^_*)
性能优化专题已完成五部分：
性能优化总纲——性能问题及性能调优方式
性能优化第三篇——Java(Android)代码优化
性能优化第二篇——布局优化
性能优化第一篇——数据库性能优化
性能优化实例
1、降低执行时间
这部分包括：缓存、数据存储优化、算法优化、JNI、逻辑优化、需求优化几种优化方式。
(1). 缓存
缓存主要包括对象缓存、IO缓存、网络缓存、DB缓存，对象缓存能减少内存的分配，IO缓存减少磁盘的读写次数，网络缓存减少网络传输，DB缓存较少Database的访问次数。
在内存、文件、数据库、网络的读写速度中，内存都是最优的，且速度数量级差别，所以尽量将需要频繁访问或访问一次消耗较大的数据存储在缓存中。
Android中常使用缓存:
a. 线程池
b. Android图片缓存，Android图片Sdcard缓存，数据预取缓存
c. 消息缓存
通过handler.obtainMessage复用之前的message，如下：
| 1 | handler . sendMessage ( handler . obtainMessage ( 0 , object ) ) ; |
d. ListView缓存
e. 网络缓存
数据库缓存http response，根据http头信息中的Cache-Control域确定缓存过期时间。
f. 文件IO缓存
使用具有缓存策略的输入流，BufferedInputStream替代InputStream，BufferedReader替代Reader，BufferedReader替代BufferedInputStream.对文件、网络IO皆适用。
g. layout缓存
h. 其他需要频繁访问或访问一次消耗较大的数据缓存
(2). 数据存储优化
包括数据类型、数据结构的选择。
a. 数据类型选择
字符串拼接用StringBuilder代替String，在非并发情况下用StringBuilder代替StringBuffer。如果你对字符串的长度有大致了解，如100字符左右，可以直接new StringBuilder(128)指定初始大小，减少空间不够时的再次分配。
64位类型如long double的处理比32位如int慢
使用SoftReference、WeakReference相对正常的强应用来说更有利于系统垃圾回收
final类型存储在常量区中读取效率更高
LocalBroadcastManager代替普通BroadcastReceiver，效率和安全性都更高
b. 数据结构选择
常见的数据结构选择如：
ArrayList和LinkedList的选择，ArrayList根据index取值更快，LinkedList更占内存、随机插入删除更快速、扩容效率更高。一般推荐ArrayList。
ArrayList、HashMap、LinkedHashMap、HashSet的选择，hash系列数据结构查询速度更优，ArrayList存储有序元素，HashMap为键值对数据结构，LinkedHashMap可以记住加入次序的hashMap，HashSet不允许重复元素。
HashMap、WeakHashMap选择，WeakHashMap中元素可在适当时候被系统垃圾回收器自动回收，所以适合在内存紧张型中使用。
Collections.synchronizedMap和ConcurrentHashMap的选择，ConcurrentHashMap为细分锁，锁粒度更小，并发性能更优。Collections.synchronizedMap为对象锁，自己添加函数进行锁控制更方便。
Android也提供了一些性能更优的数据类型，如SparseArray、SparseBooleanArray、SparseIntArray、Pair。
Sparse系列的数据结构是为key为int情况的特殊处理，采用二分查找及简单的数组存储，加上不需要泛型转换的开销，相对Map来说性能更优。不过我不太明白为啥默认的容量大小是10，是做过数据统计吗，还是说现在的内存优化不需要考虑这些东西，写16会死吗，还是建议大家根据自己可能的容量设置初始值。
(3). 算法优化
这个主题比较大，需要具体问题具体分析，尽量不用O(n*n)时间复杂度以上的算法，必要时候可用空间换时间。
查询考虑hash和二分，尽量不用递归。可以从结构之法 算法之道或微软、Google等面试题学习。
(4). JNI
Android应用程序大都通过Java开发，需要Dalvik的JIT编译器将Java字节码转换成本地代码运行，而本地代码可以直接由设备管理器直接执行，节省了中间步骤，所以执行速度更快。不过需要注意从Java空间切换到本地空间需要开销，同时JIT编译器也能生成优化的本地代码，所以糟糕的本地代码不一定性能更优。
这个优化点会在后面单独用一片博客介绍。
(5). 逻辑优化
这个不同于算法，主要是理清程序逻辑，减少不必要的操作。
(6). 需求优化
这个就不说了，对于sb的需求可能带来的性能问题，只能说做为一个合格的程序员不能只是执行者，要学会说NO。不过不能拿这种接口敷衍产品经理哦。
2、异步，利用多线程提高TPS
充分利用多核Cpu优势，利用线程解决密集型计算、IO、网络等操作。
关于多线程可参考：
在Android应用程序中由于系统ANR的限制，将可能造成主线程超时操作放入另外的工作线程中。在工作线程中可以通过handler和主线程交互。
3、提前或延迟操作，错开时间段提高TPS
(1) 延迟操作
不在Activity、Service、BroadcastReceiver的生命周期等对响应时间敏感函数中执行耗时操作，可适当delay。
Java中延迟操作可使用ScheduledExecutorService，不推荐使用Timer.schedule;
Android中除了支持ScheduledExecutorService之外，还有一些delay操作，如
handler.postDelayed，handler.postAtTime，handler.sendMessageDelayed，View.postDelayed，AlarmManager定时等。
(2) 提前操作
对于第一次调用较耗时操作，可统一放到初始化中，将耗时提前。如得到壁纸wallpaperManager.getDrawable();
4、网络优化
以下是网络优化中一些客户端和服务器端需要尽量遵守的准则：
a. 图片必须缓存，最好根据机型做图片做图片适配
b. 所有http请求必须添加httptimeout
c. 开启gzip压缩
d. api接口数据以json格式返回，而不是xml或html
e. 根据http头信息中的Cache-Control及expires域确定是否缓存请求结果。
f. 确定网络请求的connection是否keep-alive
g. 减少网络请求次数，服务器端适当做请求合并。
h. 减少重定向次数
i. api接口服务器端响应时间不超过100ms
google正在做将移动端网页速度降至1秒的项目，关注中https://developers.google.com/speed/docs/insights/mobile
性能优化之数据库优化
本文为性能优化的第一篇——数据库性能优化，原理适用于大部分数据库包括Sqlite、Mysql、Oracle、Sql server，详细介绍了索引(优缺点、分类、场景、规则)和事务，最后介绍了部分单独针对Sqlite的优化。
性能优化专题已完成五部分：
性能优化总纲——性能问题及性能调优方式
性能优化第三篇——Java(Android)代码优化
性能优化第二篇——布局优化
性能优化第一篇——数据库性能优化
性能优化实例
1、索引
简单的说，索引就像书本的目录，目录可以快速找到所在页数，数据库中索引可以帮助快速找到数据，而不用全表扫描，合适的索引可以大大提高数据库查询的效率。
(1). 优点
大大加快了数据库检索的速度，包括对单表查询、连表查询、分组查询、排序查询。经常是一到两个数量级的性能提升，且随着数据数量级增长。
(2). 缺点
索引的创建和维护存在消耗，索引会占用物理空间，且随着数据量的增加而增加。
在对数据库进行增删改时需要维护索引，所以会对增删改的性能存在影响。
(3). 分类
a. 直接创建索引和间接创建索引
直接创建: 使用sql语句创建，Android中可以在SQLiteOpenHelper的onCreate或是onUpgrade中直接excuSql创建语句，语句如
| 1 | CREATE INDEX mycolumn_index ON mytable ( myclumn ) |
间接创建: 定义主键约束或者唯一性键约束，可以间接创建索引，主键默认为唯一索引。
b. 普通索引和唯一性索引
普通索引：
| 1 | CREATE INDEX mycolumn_index ON mytable ( myclumn ) |
唯一性索引：保证在索引列中的全部数据是唯一的，对聚簇索引和非聚簇索引都可以使用，语句为
CREATE UNIQUE COUSTERED INDEX myclumn_cindex ON mytable(mycolumn)| 1 | CREATE UNIQUE COUSTERED INDEX myclumn_cindex ON mytable ( mycolumn ) |
c. 单个索引和复合索引
单个索引：索引建立语句中仅包含单个字段，如上面的普通索引和唯一性索引创建示例。
复合索引：又叫组合索引，在索引建立语句中同时包含多个字段，语句如：
| 1 | CREATE INDEX name_index ON username ( firstname , lastname ) |
其中firstname为前导列。
d. 聚簇索引和非聚簇索引(聚集索引，群集索引)
聚簇索引：物理索引，与基表的物理顺序相同，数据值的顺序总是按照顺序排列，语句为：
| 1 | CREATE CLUSTERED INDEX mycolumn_cindex ON mytable ( mycolumn ) WITH ALLOW_DUP_ROW |
其中WITH ALLOW_DUP_ROW表示允许有重复记录的聚簇索引
非聚簇索引：
CREATE UNCLUSTERED INDEX mycolumn_cindex ON mytable(mycolumn)| 1 | CREATE UNCLUSTERED INDEX mycolumn_cindex ON mytable ( mycolumn ) |
索引默认为非聚簇索引
(4). 使用场景
在上面讲到了优缺点，那么肯定会对何时使用索引既有点明白又有点糊涂吧，那么下面总结下：
a. 当某字段数据更新频率较低，查询频率较高，经常有范围查询(>, <, =, >=, <=)或order by、group by发生时建议使用索引。并且选择度越大，建索引越有优势，这里选择度指一个字段中唯一值的数量/总的数量。
b. 经常同时存取多列，且每列都含有重复值可考虑建立复合索引
(5). 索引使用规则
a. 对于复合索引，把使用最频繁的列做为前导列(索引中第一个字段)。如果查询时前导列不在查询条件中则该复合索引不会被使用。
如create unique index PK_GRADE_CLASS on student (grade, class)
select * from student where class = 2未使用到索引
select * from dept where grade = 3使用到了索引
b. 避免对索引列进行计算，对where子句列的任何计算如果不能被编译优化，都会导致查询时索引失效
select * from student where tochar(grade)=’2′
c. 比较值避免使用NULL
d. 多表查询时要注意是选择合适的表做为内表。连接条件要充份考虑带有索引的表、行数多的表，内外表的选择可由公式：外层表中的匹配行数*内层表中每一次查找的次数确定，乘积最小为最佳方案。实际多表操作在被实际执行前，查询优化器会根据连接条件，列出几组可能的连接方案并从中找出系统开销最小的最佳方案。
e. 查询列与索引列次序一致
f. 用多表连接代替EXISTS子句
g. 把过滤记录数最多的条件放在最前面
h. 善于使用存储过程，它使sql变得更加灵活和高效(Sqlite不支持存储过程::>_<:: )
(6)索引检验
建立了索引，对于某条sql语句是否使用到了索引可以通过执行计划查看是否用到了索引。
2、使用事务
使用事务的两大好处是原子提交和更优性能。
(1) 原子提交
原则提交意味着同一事务内的所有修改要么都完成要么都不做，如果某个修改失败，会自动回滚使得所有修改不生效。
(2) 更优性能
Sqlite默认会为每个插入、更新操作创建一个事务，并且在每次插入、更新后立即提交。
这样如果连续插入100次数据实际是创建事务->执行语句->提交这个过程被重复执行了100次。如果我们显示的创建事务->执行100条语句->提交会使得这个创建事务和提交这个过程只做一次，通过这种一次性事务可以使得性能大幅提升。尤其当数据库位于sd卡时，时间上能节省两个数量级左右。
Sqlte显示使用事务，示例代码如下：
Java public void insertWithOneTransaction() { SQLiteDatabase db = sqliteOpenHelper.getWritableDatabase(); // Begins a transaction db.beginTransaction(); try { // your sqls for (int i = 0; i < 100; i++) { db.insert(yourTableName, null, value); } // marks the current transaction as successful db.setTransactionSuccessful(); } catch (Exception e) { // process it e.printStackTrace(); } finally { // end a transaction db.endTransaction(); } }| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | public void insertWithOneTransaction ( ) { SQLiteDatabase db = sqliteOpenHelper . getWritableDatabase ( ) ; // Begins a transaction db . beginTransaction ( ) ; try { // your sqls for ( int i = 0 ; i < 100 ; i ++ ) { db . insert ( yourTableName , null , value ) ; } // marks the current transaction as successful db . setTransactionSuccessful ( ) ; } catch ( Exception e ) { // process it e . printStackTrace ( ) ; } finally { // end a transaction db . endTransaction ( ) ; } } |
其中sqliteOpenHelper.getWritableDatabase()表示得到写表权限。
3、其他优化
(1) 语句的拼接使用StringBuilder代替String
这个就不多说了，简单的string相加会导致创建多个临时对象消耗性能。StringBuilder的空间预分配性能好得多。如果你对字符串的长度有大致了解，如100字符左右，可以直接new StringBuilder(128)指定初始大小，减少空间不够时的再次分配。
(2) 读写表
在写表时调用sqliteOpenHelper..getWritableDatabase()，在读表时候调用sqliteOpenHelper..getReadableDatabase()，getReadableDatabase性能更优。
(3) 查询时返回更少的结果集及更少的字段。
查询时只取需要的字段和结果集，更多的结果集会消耗更多的时间及内存，更多的字段会导致更多的内存消耗。
(4) 少用cursor.getColumnIndex
根据性能调优过程中的观察cursor.getColumnIndex的时间消耗跟cursor.getInt相差无几。可以在建表的时候用static变量记住某列的index，直接调用相应index而不是每次查询。
Java public static final String HTTP_RESPONSE_TABLE_ID = android.provider.BaseColumns._ID; public static final String HTTP_RESPONSE_TABLE_RESPONSE = "response"; public List