Google的Android性能模式

Google開發者油Tube頻道發布了探討Android性能模式的16個視頻， 列出了開發者在創建應用時容易出現的一些性能問題，同時提供了很多處理建議。本文是對這些問題和建議的總結。

渲染性能101。 這一系列視頻的講師是Colt McAnlis，據他介紹，不當的渲染是Android上大部分性能問題的根源。如果一個Activity需要16毫秒以上的時間來準備在屏幕上渲染下一 幀，系統將放棄這一幀。應用的用戶會感覺滑動不流暢，或者變換有延遲，從而導致體驗不好。McAnlis推薦了很多用于檢查此類問題的工具：Hierarchy Viewer、Traceview、Profile GPU Rendering、Debug GPU Overdraw和GPU View Updates。

建議盡量減少失效（invalidation）和布局（layout）的數量。前者可以用Developer Option Show GPU View Updates可視化地觀察，而后者可以使用Hierarchy Viewer來分析。

過度繪制。過度繪制衡量的是一個特定的像素在一幀中被繪制的次數。當然這個值最好是1， 但有時候并不是這樣。Debug GPU Overdraw這款工具可以顯示重繪最多的區域，所以開發者就知道要優化什么了。

VSYNC。開發者應該注意幀率變化，尤其是當幀率從高于屏幕刷新率突然掉到低于屏幕刷新率時。這會導致動畫出現延遲，用戶很容易感知到。

Profile GPU Rendering。 從Developer Options設置可以訪問這個工具，它能夠從屏幕上活動的所有Android Activity生成性能圖，這些Activity通常包括通知和導航條，再就是活動的應用。一幀的時間在16毫秒以下為宜。性能圖會包含所有和渲染相關 的主要活動的計時信息，這些活動包括更新顯示列表、執行顯示列表和處理glSwapBuffers。

60 fps。要讓人眼對復雜動畫有不錯的感受，幀率最少要達到60 fps。保持60 fps的幀率并避免變化很重要。

定制視圖。 有些過度繪制優化，比如不去繪制完全被遮蓋的組件，但是當為了創建定制的視圖而覆蓋onDraw()方法時，渲染過程可能會缺少這樣的優化。為盡量減少過 度繪制，建議使用canvas.clipRect()來指定定制繪制的精確區域。此外，應該使用quickReject()來確定某個區域是不是在剪掉的 矩形之外，如果沒有必要，應該避免浪費時間繪制這個區域。

內存攪動。 為大量很快就會被丟棄掉的小型對象重復分配內存，會致使垃圾收集器多次介入，如果這些時間正是在16毫秒的窗口繪制時間內，可能會導致丟幀。借助 Android Studio Memory Monitor，開發者可以將垃圾收集活動以可視化方式顯示出來，并確定是否有過多的垃圾收集。之后可以利用Allocation Tracker來確定這些內存對象從何而來。然后修復可能導致問題的相關代碼，從而避免某些內存分配，或者是把這些分配移到循環之外。此外，對象不應該在 onDraw()內分配，因為這個方法1秒會調用很多次。如果應用確實需要大量很快就要丟棄的對象，建議使用對象池，一次創建，多次復用，從而避免垃圾收 集。

內存泄漏。 內存泄漏使垃圾收集消耗的時間變長，這又會影響幀率。為確保在用戶離開某個Android Activity之后，不會出現內存泄漏，McAnlis建議創建一個不需要消耗內存，或者只需要消耗極少內存的空Activity，轉到這個空的 Activity并強制執行一次垃圾收集。建議在轉移之前和之后，使用Android Studio中的堆和分配跟蹤工具來確定這個Activity是否有內存泄漏。

電量消耗。根據普渡大學和微軟的一篇研究論文（PDF）， 大約70%的電量是被第三方廣告模塊消耗的，它們會執行數據分析、位置發現和廣告下載等操作。只有30%的電量是應用中實際活動消耗的。Google建議 開發者仔細處理電量消耗問題，因為這是用戶最關心的。最重要的建議是，除非絕對必要，不要將設備從睡眠中喚醒。如果必須喚醒，建議使用 WakeLock，并設置一個超時時間，以確保如果應用出現問題，設備可以回到睡眠狀態。另一個思路是使用AlarmManager.setInexactRepeating() ，將喚醒操作和另一個活動結合起來，從而節省電量。

可以將某些CPU密集型操作推遲到連上充電器并連接到WiFi時，或者將多個工作組合到一次喚醒操作中。這可以借助JobScheduler API，它支持將某些工作延遲一段時間。還有一個建議，要小心地使用網絡連接，因為在發送完一個網絡請求和接收到一個響應之后，設備要保持至少5秒鐘的喚醒狀態，以備從服務器傳過來的另一個數據包。

McAnlis還建議利用Settings|Battery和Battery Historian 工具提供的電量消耗詳情來監控應用隨時間變化的耗電情況。

查看英文原文：Google’s Android Performance Patterns