Android优化笔记

摘要：Android应用优化主要集中在内存和UI流畅度上，从内存占用与泄露、UI流畅度的帧数和响应时间到IO的阻塞式响应时间等，腾讯移动性能评测专家叶方正在本文中结合实战经验全方位剖析Android应用性能评测与调优。

什么样的应用才能称得上是优雅的App？这是腾讯内部一直在思考的问题，优雅的App就是把简单的事情做到极致，必须对终端应用性能进行打磨。在Android应用优化方面，主要包括内存和UI流畅度的问题，比如内存占用与泄露，UI流畅度的帧数和响应时间，IO的阻塞式响应时间等。

内存优化

首先，为什么要优化内存？主要体现在OOM（Out of Memory）和导致UI不流畅上。对于手机来说，内存是一个非常稀缺的资源，即使是现在普遍拥有着很大内存的Android手机也不可避免，对此，测试人员应从编译代码、选定测试场景、测试场景转换成用例、跑起工具Run用例入手，并结合代码深度分析，来进行内存测试。

目前，Android的内存问题主要包括DDMS、MAT和android.os.Debug三个方面：

DDMS

• Heap

如果data object超过16M便会出现问题，但由于现在人们的手机在无限增大，其上限各有不同，有100M、60M的，所以必须要逐步控制object的大小。

• Allocation Tracker

上图显示了在这段时间内Java虚拟机申请的所有内存的状况，有些可能是打转过程占用内存。最简单的方法就是先检测，然后按照大小进行排列。在优化Android内存时，通常会碰到这样四个问题：万恶的Static通常见到在单例模式、多线程生命周期长过hold住本该释放资源、大胖子Bitmap、Cursor。

Memory Analyzer（MAT）

• Leak Suspects：内存泄露报告
• Top Components：吃货报告
• Histogram：每个Class占用内存
• Dominator Tree：列出哪些对象占用内存最多以及谁hold住这些对象

UI流畅度

在Android 2.2时，很多开发者都拿着Android手机使用或开发，但还是会买一部iPhone，因为觉得iPhone手机比较顺滑。我们一直在想怎样解决Android应用各种卡顿现象。一个是主线程干的活太多，没时间来响应用户操作，还有就是其他人都在等着你干活，还有非常容易被忽略的不太合理的UI绘制方式。另外，有一些UI特效，实现方式有很多种，最简单的方式就是贴图，让美工画一张比较漂亮的图贴上去，这是最简单的，却也最耗时，其实Android本身提供了很多更为高效的绘制方式。

如何定位UI流畅度问题？归根结底还得用数据来说话。Android提供的Method Profile可以解决这个问题，此外，还有非常古老的运用切片式编程理念的Aspectj插桩，能够将代码片段按照一定的规则切成一片一片的，由此来让测试人员找出问题点所在。还有就是GT，它是一个很神奇的工具。

有了以上工具还必须寻找缺陷方法、获取找到缺陷点的响应时间。要想解决UI流畅度问题，首先要了解一个UI画出来大概是怎样的过程，从读取XML（inflate）、计算大小（measure）、布局坐标计算（layout）到绘制到屏幕（draw），每一步都需要花费较长时间。

就拿测试FPS来说，市面上很早就有了测试FPS的工具，但它的输入是依赖于开发者的输入，如果在操作上手快或慢一点，帧率便会不同，在优化过程中便会发现有的时候响应时间很短，但在帧率上并没有发生很大变化。在研究Android自身刷新的绘制机制时，我们发现Google在更新Android 4.1时有了一个很重要的名为“黄牛工程”的工程，其中“垂直同步”对测试流畅度非常有用。

Google为什么会更新这个过程？在绘制一个时间片时，很多时候并不是因为CPU或GPU性能不行而导致UI出现卡顿，而是因为前一帧没有绘完，下一帧就来了，造成一定的积累，而如果很快绘制完，中间便会空等，Google由此便引用了垂直同步这个机制。

但如果一个工具在绘制，另一个工具还没有空闲，这个时候便会产生跳帧，相当于一个垂直同步60次/秒，也就是一个时间段16毫秒，上一个时间段占用下一个时间段，根据这个机制，下一个时间段会将时间空出，这个时候测试人员便会在屏幕上看到第二帧，于是Google又引入了一个新东西，在引用垂直同步后，最高帧数就是60帧。由此，在经过大量实验之后，推演到“丢帧”和“流畅度”，比如，应该在16毫秒完成的工作却因各种原因没有做完，占了下n个16毫秒的时间，就相当于丢了n帧，而当流畅度数值越小时，便说明程序越卡。

如何得到流畅度？通过注册一个回调就可以实现。使用GT可以边走边测边调试，仅用一部手机便能完成对被测产品的操作、关键参数的修改、关键指标的观测。而针对UI流畅度，腾讯做出了一个流畅度评估算法，利用数学模型来处理数据，将曲线变成一个单一数值，并按照场景进行归类。

那么，如何解决UI流畅度问题呢？主要有以下两项操作：

• 利用Method Profile采集CPU使用数据：将DDMS埋在代码中，或在代码中直接调用andriod.os.Debug下的方法：

[java] view plaincopy

1. startMethodTracing(String traceName, int bufferSize)  
2. stopMethodTracing()  

• 利用DDMS采集Method Profile数据

本文整理自腾讯移动性能评测专家 叶方正在腾讯Bugly移动开发者沙龙第一期“移动应用性能优化笔记”上的演讲分享。