安卓效能最佳化

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Google效能點滴

http://developer.android.com/intl/zh-cn/training/articles/perf-tips.html

本文主要涉及一些小最佳化，組合使用可以提升App整體效能，但不會顯著的提升效能。提升效能首選合適的演算法和資料結構，這超出了本文的範疇。這裡的技巧應該作為你平時寫代碼的習慣，以便寫出高效的代碼。

高效的代碼有兩個基本的規則：

• 不做不必要的事
• 盡量不分配記憶體

最佳化Android程式的時候需要面對不同的硬體、不同版本的VM，不同的處理器，不同的速度！模擬器上的測試很少涉及效能。是否擁有JIT影響也很大。

避免建立不必要的對象

對象建立不是免費的。垃圾收集也是需要成本的。

如果方法返回String，結果總會被添加到StringBuffer，應該修改函數實現簽名不建立臨時對象直接附加 。
當從一組輸入資料中抽取字串的時候，返回substring而不是建立拷貝. 這樣雖然建立了新的String對象，但是它和輸入資料共用了char[](弊端是如果僅僅使用來源資料的一小部分，會導致整個資料無法回收。)。

一些更激進的做法是把多維陣列切割成多個一維數組：int[]比Integer[]更高效。

使用Static而不是Virtual

如果不需要訪問對象的成員，把方法聲明成 static，調用速度將提高15%-20%。這是一個很好的習慣，因為從方法簽名上可以辨別出這個方法調用不會影響對象的狀態。

使用Static Final定義常量

static int intVal = 42;static String strVal = "Hello, world!";

 

編譯器會產生一個類初始化方法 <clinit>，類首次使用的時候調用。該方法把42存入了intVal，並且從類檔案字串常量表中把引用賦給strVal。後面使用這些值時，用欄位尋找(field lookup)的方式。

加上final ：

static final int intVal = 42;static final String strVal = "Hello, world!";

 

這樣類不再需要一個 <clinit> 方法，因為常量會進入dex檔案的靜態欄位初始化器(static field initializers)。引用intVal會被42直接代替。

Note: 這項最佳化僅對基本類型和String類型有效，而不是任意的參考型別。但是在聲明常量的時候加上static final首碼依然是個好習慣。

避免內部Getters/Setters

C++之類的原生語言常使用getters( i = getCount() )替換成員訪問( i = mCount)是, 這樣編譯器可以內聯訪問，控制存取權限。但Android上虛方法(virtual method)的訪問比起成員尋找(field lookup)還貴。

沒有JIT的成員訪問比用getter方法訪問大約快3倍。有JIT訪問成員變數和訪問本地變數一樣廉價，成員訪問大約比getter訪問速度快7倍。

注意ProGuard可以內聯代碼。

使用增強版For迴圈

增強版For迴圈(也叫做 "for-each" 迴圈) 可以用來枚舉實現了Iterable介面的集合和數組。集合分配迭代器(iterator)對象來實現 hasNext() 和 next() 方法。 ArrayList手寫的帶計數器的迴圈要快3 倍，其它集合則效率差不多。

下面是幾種常見迭代數組的情境：

static class Foo {    int mSplat;}Foo[] mArray = ...public void zero() {    int sum = 0;    for (int i = 0; i < mArray.length; ++i) {        sum += mArray[i].mSplat;    }}public void one() {    int sum = 0;    Foo[] localArray = mArray;    int len = localArray.length;    for (int i = 0; i < len; ++i) {        sum += localArray[i].mSplat;    }}public void two() {    int sum = 0;    for (Foo a : mArray) {        sum += a.mSplat;    }}

 

zero() 最慢，因為JIT不能最佳化掉每次迴圈時候擷取數組長度的開銷。
one() 更快些，它把所有需要的東西都複製在本地變數中，避免了尋找。但是只有數組長度的最佳化產生了效果。
two() 在沒有JIT的裝置上是最快的，但是在有 JIT 的裝置上和 one() 沒有大區別。它使用了強化版的for迴圈。

 

使用包級訪問而不是內部類的私人訪問

對於下面的代碼

public class Foo {    private class Inner {        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 is " + value);    }}

 

該類定義了一個內部類(Foo$Inner)，直接存取了外層類的私人方法和私人成員。對於虛擬機器來說 Foo$Inner訪問Foo私人方法是不合法的，因為他們是不同類，但是 Java 的文法允許這樣的訪問，所以虛擬機器會產生動態方法來解決這個問題。

/*package*/ static int Foo.access$100(Foo foo) {    return foo.mValue;}/*package*/ static void Foo.access$200(Foo foo, int value) {    foo.doStuff(value);}

 

每次Foo$Inner訪問Foo的私人成員或者私人方法時，表面上是直接調用，但是實際上是通過這些靜態存取方法訪問的，方法調用會比成員的直接調用慢很多。定義成員變數的時候最好改成 public 或者 default， 但是這樣又會暴露類的成員，所以在公開的API裡面不要這麼做。

避免使用浮點數

Android 裝置上float比int會慢2倍。

在現在的硬體裝置上float和double類型速度上沒有差別，但後者佔用了2倍的空間，對於台式機空間並不是問題，但Android是個問題。

另外，對於整型數有些機器是有硬體乘法的，但是卻沒有除法。除法或者取餘運算都是軟體實現的，如果你在設計雜湊表或者做了很多數學運算的時候需要考慮這些。

 

使用庫函數

優先考慮庫(library)中提供的代碼，有時系統可以使用彙編代碼（hand-coded assembler）來替換庫方法，比使用JIT更高效，比如String.indexOf() 和相關的API，Dalvik會使用內聯實現。同樣的 System.arraycopy() 在帶有JIT的nexus裝置上比手寫迴圈快9倍。

 

謹慎使用native函數

使用基於NDK的原生代碼未必比Java更快，因為在java-native之前的轉換也是需要成本的，而且JIT也無法最佳化這種邊界情況。如果你使用了本地資源(native-resources，記憶體、檔案或其它)，資源的及時回收將會變得更加困難。而且你還要把本地代碼編譯成各種架。NDK一般是用來遷移原有的代碼到Android平台的，並不是為了“加速”Java。

如果的確需要使用native代碼，看看這裡 JNI Tips。

關於效能的誤區

在沒有JIT的裝置上，通過具體的類型調用方法比使用介面來調用方法更快（比如調用 HashMap map 比 Map map 更快，雖然他們實際上都是調用 HashMap 的方法）。之前有說大約會慢1倍，但是事實上只是慢了 6% 左右，而在JIT裝置上幾乎就沒有區別了。

在沒有JIT的裝置商，訪問緩衝成員大概比重複的訪問快20%，但是對於JIT，成員訪問和本地變數幾乎沒有差別，所以這項最佳化沒有太大的意思，除非這樣讓你的代碼可讀性更好。（同樣適用於用static、final和 static final修飾的變數）

 

持續度量

在你開始最佳化之前，請確保你有效能問題需要解決，確保準確的衡量當前的效能，否則你無法弄清最佳化帶來了多少效能的提升。

這些標準測試是基於Java版的 Caliper 微測試(Microbenchmarks)架構。Microbenchmarks 很難做到準確，所以 Caliper 幫我們做了這些工作，甚至會檢測到一些我們認為測試了但是沒有測試的情況（因為VM對代碼做了最佳化）。強烈建議使用 Caliper 來運行自己的微測試程式。

使用 Traceview 也是很有用的，需要記住的是目前 Traceview 是不啟動JIT的，這樣它會錯估JIT帶來的時間最佳化。按照Traceview的資料做出變動之後，實際的代碼在沒有Traceview的時候可以啟動並執行更快。

 

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