Android程式碼優化小技巧總結

前言

這篇文章主要是介紹了一些小細節的優化技巧，當這些小技巧綜合使用起來的時候，對於整個Android App的效能提升還是有作用的，只是不能較大幅度的提升效能而已。選擇合適的演算法與資料結構才應該是你首要考慮的因素，在這篇文章中不會涉及這方面。你應該使用這篇文章中的小技巧作為平時寫程式碼的習慣，這樣能夠提升程式碼的效率。

程式碼效能優化建議

原文: http://developer.android.com/training/articles/perf-tips.html
原翻譯地址：http://hukai.me/android-training-course-in-chinese/performance/performance-tips.html

通常來說，高效的程式碼需要滿足下面兩個規則：

• 不要做冗餘的動作
• 如果能避免，儘量不要分配記憶體

程式碼的執行效果會受到裝置CPU,裝置記憶體,系統版本等諸多因素的影響。為了確保程式碼能夠在不同裝置上都執行良好，需要最大化程式碼的效率。

避免建立不必要的物件

雖然GC可以回收不用的物件，可是為這些物件分配記憶體，並回收它們同樣是需要耗費資源的。 因此請儘量避免建立不必要的物件，有下面一些例子來說明這個問題：

• 如果你需要返回一個String物件，並且你知道它最終會需要連線到一個StringBuffer，請修改你的實現方式，避免直接進行連線操作，應該採用建立一個臨時物件來做這個操作.
• 當從輸入的資料集中抽取出Strings的時候，嘗試返回原資料的substring物件，而不是建立一個重複的物件。
• 一個稍微激進點的做法是把所有多維的資料分解成1維的陣列:
• 一組int資料要比一組Integer物件要好很多。可以得知，兩組1維陣列要比一個2維陣列更加的有效率。同樣的，這個道理可以推廣至其他原始資料型別。
• 如果你需要實現一個陣列用來存放(Foo,Bar)的物件，嘗試分解為Foo[]與Bar[]要比(Foo,Bar)好很多。(當然，為了某些好的API的設計，可以適當做一些妥協。但是在自己的程式碼內部，你應該多多使用分解後的容易。
• 通常來說，需要避免建立更多的物件。更少的物件意味者更少的GC動作，GC會對使用者體驗有比較直接的影響。

選擇Static而不是Virtual

如果你不需要訪問一個物件的值域,請保證這個方法是static型別的,這樣方法呼叫將快15%-20%。這是一個好的習慣，因為你可以從方法宣告中得知呼叫無法改變這個物件的狀態。

常量宣告為Static Final

先看下面這種宣告的方式

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

編譯器會在類首次被使用到的時候，使用初始化方法來初始化上面的值，之後訪問的時候會需要先到它那裡查詢，然後才返回資料。我們可以使用static final來提升效能：

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

這時再也不需要上面的那個方法來做多餘的查詢動作了。 所以，請儘可能的為常量宣告為static final型別的。

避免內部的Getters/Setters

像C++等native language,通常使用getters(i = getCount())而不是直接訪問變數(i = mCount).這是編寫C++的一種優秀習慣，而且通常也被其他物件導向的語言所採用，例如C#與Java，因為編譯器通常會做inline訪問，而且你需要限制或者除錯變數，你可以在任何時候在getter/setter裡面新增程式碼。 然而，在Android上，這是一個糟糕的寫法。Virtual method的呼叫比起直接訪問變數要耗費更多。那麼合理的做法是：在物件導向的設計當中應該使用getter/setter，但是在類的內部你應該直接訪問變數。 沒有JIT(Just In Time Compiler)時，直接訪問變數的速度是呼叫getter的3倍。有JIT時,直接訪問變數的速度是通過getter訪問的7倍。 請注意，如果你使用ProGuard, 你可以獲得同樣的效果，因為ProGuard可以為你inline accessors.

使用增強的For迴圈寫法

請比較下面三種迴圈的方法：

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()是最慢的，因為JIT沒有辦法對它進行優化。

one()稍微快些。

two() 在沒有做JIT時是最快的，可是如果經過JIT之後，與方法one()是差不多一樣快的。它使用了增強的迴圈方法for-each。
所以請儘量使用for-each的方法，但是對於ArrayList，請使用方法one()。

使用包級訪問而不是內部類的私有訪問

參考下面一段程式碼

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);
    }
}

我們定義了一個私有的內部類（Foo$Inner），它直接訪問了外部類中的私有方法以及私有成員物件。這是合法的，這段程式碼也會如同預期一樣列印出”Value is 27”。

問題是，VM因為Foo和（Foo.Inner）是不同的類，會認為在 (Foo.Inner）中直接訪問Foo類的私有成員是不合法的。即使Java語言允許內部類訪問外部類的私有成員。為了去除這種差異，編譯器會產生一些仿造函式：

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

每當內部類需要訪問外部類中的mValue成員或需要呼叫doStuff()函式時，它都會呼叫這些靜態方法。這意味著，上面的程式碼可以歸結為，通過accessor函式來訪問成員變數。早些時候我們說過，通過accessor會比直接訪問域要慢。所以，這是一個特定語言用法造成效能降低的例子。

如果你正在效能熱區（hotspot:高頻率、重複執行的程式碼段）使用像這樣的程式碼，你可以把內部類需要訪問的域和方法宣告為包級訪問，而不是私有訪問許可權。不幸的是，這意味著在相同包中的其他類也可以直接訪問這些域，所以在公開的API中你不能這樣做。

避免使用float型別

Android系統中float型別的資料存取速度是int型別的一半，儘量優先採用int型別。

使用庫函式

儘量使用System.arraycopy()等一些封裝好的庫函式，它的效率是手動編寫copy實現的9倍多。

Tip: Also see Josh Bloch’s Effective Java, item 47.

謹慎使用native函式

當你需要把已經存在的native code遷移到Android，請謹慎使用JNI。如果你要使用JNI,請學習JNI Tips

關於效能的誤區

在沒有做JIT之前，使用一種確切的資料型別確實要比抽象的資料型別速度要更有效率。(例如，使用HashMap要比Map效率更高。) 有誤傳效率要高一倍，實際上只是6%左右。而且，在JIT之後，他們直接並沒有大多差異。

關於測量

上面文件中出現的資料是Android的實際執行效果。我們可以用Traceview 來測量，但是測量的資料是沒有經過JIT優化的，所以實際的效果應該是要比測量的資料稍微好些。