APP性能-网络优化-设计篇

在当前WiFi普及的大环境下，我们很容易忽略网络的问题，特别是在我们在室内测试的时候。
基于下面三个原因，我们有必要做网络优化

1. 有效地网络使用能够提高用户体验。

2. 有效使用网络能够大幅减少电量使用，因网络传输数据是电量消耗的一个最重要的来源。

3. 有效的网络使用有时候能够显著减少占用带宽。

简单的优化

访问网络之前，先检测网络是否可用

1. 通过ConnectivityMananger来判断
2. 通过Broadcast Receiver监听网路变化。

下载优化

1.优化下载机制

Radio State Machine.

上图是使用AT&T的3G信号的计时情况，资料来自于efficient-network-access

Full power: 当网络连接激活时，设备可以以最大可能的速率传输数据
Low Power:Full power的使用50%电量的点状态。
Standby:最小的能量状态，当没有网络使用申请或者网络被激活。

因为APP每次创建一个网络connections，从连接到关闭会经历上图中的Radio State Machine.下图是对比不绑定数据传输和绑定数据传输的使用情况：

绑定数据传输会让Radio大多数时候处于standby。

在这个设计原则的指引下，我们应该尽可能做到，预先获取需要的数据，尽可能把需要的数据绑定传输给APP端，重用网络连接（把多个HTPP GET请求压缩到一个HTPP GET请求）。下面举几个例子

1. 音乐播放器，在播放音乐的同时，通过突发传输流的方式保持一首歌的缓冲，而不是一次性下载整个专辑，这样会让网络连接一直保持在激活状态。

2. 新闻阅读器，在不影响APP体验的前提下，预先下载用户可能需要用到的新闻列表（至少是推荐列表）的标题，内容，缩略图，大图应该在用户点击缩略图的时候再去下载。

3. 视频，每隔2-5分钟预先缓冲接下来几分钟用户要看到的视频帧。

下面是可以帮助实现批量处理网络使用的工具

2.优化数据更新请求，这里的更新包括数据更新和版本更新，通过下面几点做到

1. 没有网络的时候，停止后台的更新请求
2. 当电量低的时候，减少更新频率
3. 用推送代替轮询，来查询服务器是否有新数据。
4. 如果要使用轮询，可以使用 JobScheduler, AlarmManager, and Firebase JobDispatcher

3.优化冗余的下载，通过下面几点做到。

• 通过RESTfull API的设计原则，尽量做到API只传输需要的数据。最常见的例子就是，列表和详情，列表API应该仅仅包括当前显示要的数据，详情API应该是另外一个包含更多信息的。不合理的设计中，列表API会包含详情API。

• 服务端应该提供，根据所需尺寸获取对应大小的图片，七牛已经帮我们实现了。使用WebP格式；同样的照片，采用WebP格式可大幅节省流量，相对于JPG格式的图片，流量能节省将近 25% 到 35 %；相对于 PNG 格式的图片，流量可以节省将近80%。最重要的是使用WebP之后图片质量也没有改变

• 缓存经常使用的数据，前提是必须保证这个数据是最新的，可以通过如下代码实现

// url represents the website containing the content to place into the cache.    HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();    long currentTime = System.currentTimeMillis();    long expires = conn.getHeaderFieldDate("Expires", currentTime);    long lastModified = conn.getHeaderFieldDate("Last-Modified", currentTime);    // lastUpdateTime represents when the cache was last updated.    if (lastModified < lastUpdateTime) {        // Skip update    } else {        // Parse update        lastUpdateTime = lastModified;    }

• 用增量升级代替全量升级，参考bugly的补丁升级

备注：敏感的数据可以存储到app安装目录，非敏感数据可以存储到sdcard,但是需要注意的是，如果存储到APP安装目录，有可能会因为手机内存紧张，而被某些工具清除掉。

4.根据网络连接类型来修改相应的下载策略

这个原则，就是在网络最好的情况下载最大的数据，下面代码可以帮助我们理解

ConnectivityManager cm =     (ConnectivityManager)getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);    TelephonyManager tm =      (TelephonyManager)getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE);    NetworkInfo activeNetwork = cm.getActiveNetworkInfo();    int PrefetchCacheSize = DEFAULT_PREFETCH_CACHE;    switch (activeNetwork.getType()) {      case (ConnectivityManager.TYPE_WIFI):        PrefetchCacheSize = MAX_PREFETCH_CACHE; break;      case (ConnectivityManager.TYPE_MOBILE): {        switch (tm.getNetworkType()) {          case (TelephonyManager.NETWORK_TYPE_LTE |                TelephonyManager.NETWORK_TYPE_HSPAP):            PrefetchCacheSize *= 4;            break;          case (TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EDGE |                TelephonyManager.NETWORK_TYPE_GPRS):            PrefetchCacheSize /= 2;            break;          default: break;        }        break;      }      default: break;    }

5.使用网络缓存

对服务端返回数据进行缓存，设定有效时间，有效时间之内不走网络请求，减少流量消耗。对网络的缓存可以参见HttpResponseCache

6.断点下载和上传

断点续传，文件、图片等的下载，采用断点续传/下载，不浪费用户之前消耗过的流量。最典型的例子就是断点下载升级版本。

优化数据传输格式

重构数据传输

1. 可以通过把请求数据zip压缩的方式传输。
2. 使用Protocol Buffers or FlatBuffers 替代gson, xml，因为前两者更加简洁，轻量级。

优化上传

大文件上传，包括图片，视频等

大文件上传失败率比较高，，同时带宽、时延、稳定性等因素在此场景下的影响也更加明显；

避免整文件传输，采用分片传输；根据网络类型以及传输过程中的变化动态的修改分片大小；每个分片失败重传的机会。

使用好工具

APP性能-网络优化-工具篇

参考文档：
https://developer.android.com/training/efficient-downloads/efficient-network-access.html

https://developer.android.com/topic/performance/power/network/action-any-traffic.html

Android性能优化（八）之网络优化

https://developer.android.com/reference/android/net/http/HttpResponseCache.html

https://github.com/Juude/awesome-android-performance