Android性能優化之被忽視的優化點

Android性能優化之被忽視的優化點

對於性能優化這個知識點來說，實在是太廣了，博主本人也一直非常關注這方面的學習，而對於性能優化來說它包括了非常非常非常多方面，比如：I/O的優化、網絡操作的優化、內存的優化、數據結構的優化、代碼層次的優化、UI渲染優化、CPU資源使用率的優化、異常處理的優化等等等等。。。

本篇文章就博主本人的理解來講述一些在Android開發中可以優化的地方

ArrayList和Vector

ArrayList和Vector都是內部以數組實現的List，它們兩唯一的區別就是對多線程的支持，ArrayList是線程不安全的，而Vector內部對大多數方法都做了同步，是線程安全的，既然是線程安全的，所以性能方面肯定不如ArrayList了（當然想法肯定是對的），不過這需要看哪方面了，ArrayList在add、get、remove等操作效率肯定是高於Vector的，而在內存方面，Vector卻比ArrayList表現的更好，這歸根都是ArrayList的擴容策略導致的，稍後分析。

實現RandomAccess接口的集合使用fori遍歷

先談談List集合的遍歷方式，有三種：foreach、iterator、fori。
而在開發中一般需要遍歷時首選肯定是foreach了，因為它效率高，這個觀點沒錯，不過需要分場合了。
下面是我用這三種方式測試遍歷有100w條數據的ArrayList集合：

        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            data.get(i);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        Log.v(zxy,fori花費:+(end-start));

        start = System.currentTimeMillis();
        for (Integer integer : data) {

        }
        end = System.currentTimeMillis();
        Log.v(zxy,foreach花費:+(end-start));

        Iterator iterator = data.iterator();
        start = System.currentTimeMillis();
        while (iterator.hasNext()){
            iterator.next();
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        Log.v(zxy,iterator花費:+(end-start));

11-19 09:11:44.276 1418-1418/? V/zxy: fori花費:30
11-19 09:11:44.380 1418-1418/? V/zxy: foreach花費:105
11-19 09:11:44.476 1418-1418/? V/zxy: iterator花費:95

而通常我們所說的效率高的foreach在遍歷上卻顯得不如意，而fori效率表現的最好，這是因為ArrayList和Vector集合內部實現由數組實現，所以隨機訪問的速度是很快的，對於可以進行隨機訪問的List，JDK為它們實現了RandomAccess接口，表示支持快速隨機訪問。
而在遍歷有1w條數據的LinkedList集合時：

11-19 09:33:23.984 1737-1737/? V/zxy: fori花費:351
11-19 09:33:23.988 1737-1737/? V/zxy: foreach花費:2
11-19 09:33:23.992 1737-1737/? V/zxy: iterator花費:4

則foreach表現最佳，所以對數組、或者實現了RandomAccess接口的List，遍歷用fori性能最佳，對LinkedList等以鏈表實現的集合遍歷時使用foreach或者iterator性能最佳，因為foreach的實現就是通過iterator實現的。
我們可以這樣判斷該List遍歷用哪種方式：

        if (list instanceof RandomAccess)
        {
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {}
        } else {
            Iterator iterator = list.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                iterator.next();
            }
        }

預知容量的情況下構造ArrayList時盡量指定初始大小

ArrayList內部的擴容策略是當其所存儲的元素數量超過它已有的大小時，它就會以1.5倍的容量進行擴容，也就是假如當前ArrayList的容量為10000，那麼它在需要再存儲一個元素時，即第10001個元素，由於容量不夠而進行一次擴容，而ArrayList擴容後的容量則變為了15000，而多出了一個元素就多了5000個元素的空間，這太浪費內存資源了，而且擴容還會導致整個數組進行一次內存復制，而ArrayList集合默認大小為10，因此合理的設置ArrayList的容量可避免集合進行擴容。ArrayList內部擴容和數組復制代碼為：

            Object[] newArray = new Object[s +
                    (s < (MIN_CAPACITY_INCREMENT / 2) ?
                     MIN_CAPACITY_INCREMENT : s >> 1)];
            System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, s);
            array = a = newArray;

而Vector內部擴容策略為按需擴容，每次+1：

        if (capacityIncrement <= 0) {
            if ((adding = elementData.length) == 0) {
                adding = 1;
            }
        } else {
            adding = capacityIncrement;
        }

        E[] newData = newElementArray(elementData.length + adding);

同樣，在眾多Map集合中也有各自擴容策略，比如HashMap每次擴容時新容量等於原始的容量*2。在我們常用做字符串拼接的StringBuffer和StringBuilder內部，實際上也是有擴容策略，默認為擴容為原始的1.5倍。

所以，在這些需要擴容的api上，如果預先知道了數據的大小，則預先設置，這樣不僅可以避免擴容導致的空間浪費，而且還可避免內部調用System.arraycopy()進行大量數據復制。

程序如果需要通過索引下標對List做隨機訪問，應優先考慮ArrayList和Vector，迫不得已盡量不要使用LinkedList

雖說ArrayList在內存上比不上Vector，不過它對數據操作的效率高，特別是在Android等移動設備上，采取犧牲一點空間換時間的方式還是可取的，而涉及到線程安全方面，則使用Vector。

如果一個方法不需要使用該對象的成員，那麼把該方法設為static

靜態調用該方法比對象調用該方法快15%~20%，因為這樣可以從方法簽名上就可以看出該方法調用不會影響該對象的狀態

巧用final關鍵字

final關鍵字一般在定義常量和方法用的比較多，而大多數人對final的理解往往是在不可變性上，而final對性能優化也有很大的作用。
比如：static int AGE = 10;當10在後面被引用時，這時會有一個字段查找的過程，對於int類型也就是查找方法區中的整型常量池，而對於final的常量，則省去了這個過程，比如：static final int AGE = 10;在使用到AGE的地方將直接用10代替。

不過對於上面這種優化技巧，僅對基本類型和String類型有效，對於其它的引用類型則無效，但是我們在聲明常量的時候加上 static final 依然是個好習慣

對與final關鍵字，還有一個強大的作用，就是對那些使用頻繁、已經確定為終態的方法定義final，這樣有什麼好處呢？

說這個前先來說說java中方法的執行過程吧，當調用某個方法時，首先這個方法會入棧，執行完畢後，這個方法出棧，資源釋放，而這個過程內部其實是內存地址的轉移過程，當執行入棧的方法時，其實就是把程序的執行地址轉移到該方法存放的內存地址中，而做此操作前，還有必須進行原先程序執行的內存地址保存過程，當方法執行完出棧後則繼續按保存的地址繼續執行程序，而這個過程，就是方法的調用過程。

所以，方法的調用過程實際上是需要空間和時間的，而對於同一個方法的頻繁調用的優化實際上就是使用內聯的辦法。

又說到內聯函數，內聯函數實際上是在編譯期做的優化，編譯器會將標為為內聯的函數在其調用的地方直接用整個函數體進行替換掉，這就省去了函數調用所耗去的時間資源了，而換來的卻是目標代碼量的增加，所以內聯這種優化策略實際上是采取了以空間換時間的策略，對於移動端來說，巧用內聯函數實則非常有益。

而要是一個函數成為內聯函數，就是將它定義為final，這樣在程序編譯時，編譯器會自動將final函數進行內聯優化，那麼在調用該函數時則直接展開該函數體進行使用。

總結，並不是內聯函數越多越好，一方面它對我們程序的運行效率上確實有提升，而另一方面，對於過多的使用內聯函數，則會弄巧成拙，有可能會把某個方法的方法體越搞越大，而且對於某些方法體比較大的方法，內聯展開的時間有可能超過方法調用的時間，所以這不僅不會提供性能，反而是降低了本該有的性能。

綜合來看，我們可以對那些使用頻繁、已經確定為終態的方法、方法體不大的方法用final修飾，提供程序的性能。

優先考慮系統中提供的代碼而不是自己寫

系統內置了許多非常方便的api供我們使用，比如：System、Arrays、Collections、String等內置了許多方法api，這比我們自己手寫方便多了，除了這個外，對於Android來說許多api都使用了底層C/C++實現，所以效率上也比我們自己寫快，同樣，對於系統api，DVM往往也會使用內聯的方式提高效率

慎用異常

慎用異常並不是不用異常，而是指程序中用拋異常的方式來執行某些操作，比如有些人會以強拋異常方式來中斷某些操作等。因為拋異常時都會執行fillInStackTrace();方法，該方法作用就是重新調整堆棧，這使得沒有必要用異常的地方一定要避免使用