Android中怎樣避免創建不必要的對象

前言

隨著在APP中分配更多的對象，你就得實施定期的強制垃圾收集，會導致用戶體驗產生小卡頓現象。並發垃圾處理器在Android 2.3中引入，但是總是應該避免不必要的工作，因此應該在不必要的時候避免創建對象實例。

在編程開發中，內存的占用是我們經常要面對的現實，通常的內存調優的方向就是盡量減少內存的占用。

Android設備不像PC那樣有著足夠大的內存，而且單個App占用的內存實際上是比較小的。所以避免創建不必要的對象對於Android開發尤為重要。

本文會介紹一些常見的避免創建對象的場景和方法，其中有些屬於微優化，有的屬於編碼技巧，當然也有確實能夠起到顯著效果的方法。

使用單例

單例是我們常用的設計模式，使用這種模式，我們可以只提供一個對象供全局調用。因此單例是避免創建不必要的對象的一種方式。

單例模式上手容易，但是需要注意很多問題，最重要的就是多線程並發的情況下保證單例的唯一性。當然方式很多，比如餓漢式，懶漢式double-check等。

這裡介紹一個很極客的書寫單例的方式。

public class SingleInstance {
 private SingleInstance() {
 }

 public static SingleInstance getInstance() {
   return SingleInstanceHolder.sInstance;
 }

 private static class SingleInstanceHolder {
   private static SingleInstance sInstance = new SingleInstance();
 }
}

在Java中，類的靜態初始化會在類被加載時觸發，我們利用這個原理，可以實現利用這一特性，結合內部類，可以實現上面的代碼，進行懶漢式創建實例。

避免進行隱式裝箱

自動裝箱是Java 5 引入的一個特性，即自動將原始類型的數據轉換成對應的引用類型，比如將int轉為Integer等。

這種特性，極大的減少了編碼時的瑣碎工作，但是稍有不注意就可能創建了不必要的對象了。比如下面的代碼

Integer sum = 0;
for(int i=1000; i<5000; i++){
  sum+=i;
}

上面的代碼sum+=i可以看成sum = sum + i，但是+這個操作符不適用於Integer對象，首先sum進行自動拆箱操作，進行數值相加操作，最後發生自動裝箱操作轉換成Integer對象。

其內部變化如下

int result = sum.intValue() + i;
Integer sum = new Integer(result);

由於我們這裡聲明的sum為Integer類型，在上面的循環中會創建將近4000個無用的Integer對象，在這樣龐大的循環中，會降低程序的性能並且加重了垃圾回收的工作量。因此在我們編程時，需要注意到這一點，正確地聲明變量類型，避免因為自動裝箱引起的性能問題。

另外，當將原始數據類型的值加入集合中時，也會發生自動裝箱，所以這個過程中也是有對象創建的。如有需要避免這種情況，可以選擇 SparseArray , SparseBooleanArray , SparseLongArray 等容器。

謹慎選用容器

Java和Android提供了很多編輯的容器集合來組織對象。比如 ArrayList , ContentValues , HashMap 等。

然而，這樣容器雖然使用起來方便，但也存在一些問題，就是他們會自動擴容，這其中不是創建新的對象，而是創建一個更大的容器對象。這就意味這將占用更大的內存空間。

以HashMap為例，當我們put key和value時，會檢測是否需要擴容，如需要則雙倍擴容

@Override public V put(K key, V value) {
    if (key == null) {
      return putValueForNullKey(value);
    }
    //some code here

    // No entry for (non-null) key is present; create one
    modCount++;
    if (size++ > threshold) {
      tab = doubleCapacity();
      index = hash & (tab.length - 1);
    }
    addNewEntry(key, value, hash, index);
    return null;
  }

關於擴容的問題，通常有如下幾種方法

     1.預估一個較大的容量值，避免多次擴容

     2.尋找替代的數據結構，確保做到時間和空間的平衡

用好LaunchMode

提到LaunchMode必然和Activity有關系。正常情況下我們在manifest中聲明Activity，如果不設置LaunchMode就使用默認的standard模式。

一旦設置成standard，每當有一次Intent請求，就會創建一個新的Activity實例。舉個例子，如果有10個撰寫郵件的Intent，那麼就會創建10個ComposeMailActivity的實例來處理這些Intent。結果很明顯，這種模式會創建某個Activity的多個實例。

如果對於一個搜索功能的Activity，實際上保持一個Activity示例就可以了，使用standard模式會造成Activity實例的過多創建，因而不好。

確保符合常理的情況下，合理的使用LaunchMode，減少Activity的創建。

Activity處理onConfigurationChanged

這又是一個關於Activity對象創建相關的，因為Activity創建的成本相對其他對象要高很多。

默認情況下，當我們進行屏幕旋轉時，原Activity會銷毀，一個新的Activity被創建，之所以這樣做是為了處理布局適應。當然這是系統默認的做法，在我們開發可控的情況下，我們可以避免重新創建Activity。

以屏幕切換為例，在Activity聲明時，加上

<activity
  android:name=".MainActivity"
  android:label="@string/app_name"
  android:theme="@style/AppTheme.NoActionBar"
  android:configChanges="orientation"
>

然後重寫Activity的onConfigurationChanged方法

public void onConfigurationChanged(Configuration newConfig) {
  super.onConfigurationChanged(newConfig);
  if (newConfig.orientation == Configuration.ORIENTATION_PORTRAIT) {
    setContentView(R.layout.portrait_layout);
  } else if (newConfig.orientation == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE) {
    setContentView(R.layout.landscape_layout);
  }
}

注意字符串拼接

字符串這個或許是最不起眼的一項了。這裡主要講的是字符串的拼接

Log.i(LOGTAG, "onCreate bundle=" + savedInstanceState);

這應該是我們最常見的打log的方式了，然而字符串的拼接內部實際是生成StringBuilder對象，然後挨個進行append，直至最後調用toString方法的過程。

下面是一段代碼循環的代碼，這明顯是很不好的，因為這其中創建了很多的StringBuilder對象。

public void implicitUseStringBuilder(String[] values) {
 String result = "";
 for (int i = 0 ; i < values.length; i ++) {
   result += values[i];
 }
 System.out.println(result);
}

降低字符串拼接的方法有

     1.使用String.format替換

     2.如果是循環拼接，建議顯式在循環外部創建StringBuilder使用

減少布局層級

布局層級過多，不僅導致inflate過程耗時，還多創建了多余的輔助布局。所以減少輔助布局還是很有必要的。可以嘗試其他布局方式或者自定義視圖來解決這類的問題。

提前檢查，減少不必要的異常

異常對於程序來說，在平常不過了，然後其實異常的代碼很高的，因為它需要收集現場數據stacktrace。但是還是有一些避免異常拋出的措施的，那就是做一些提前檢查。

比如，我們想要打印一個文件的每一行字符串，沒做檢查的代碼如下，是存在FileNotFoundException拋出可能的。

private void printFileByLine(String filePath) {
  try {
    FileInputStream inputStream = new FileInputStream("textfile.txt");
    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
    String strLine;
    //Read File Line By Line
    while ((strLine = br.readLine()) != null)  {
      // Print the content on the console
      System.out.println (strLine);
    }
    br.close();
  } catch(FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  }
}

如果我們進行文件是否存在的檢查，拋出FileNotFoundException的概率會減少很多，

private void printFileByLine(String filePath) {
    if (!new File(filePath).exists()) {
      return;
    }
    try {
      FileInputStream inputStream = new FileInputStream("textfile.txt");
      BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
      String strLine;
      //Read File Line By Line
      while ((strLine = br.readLine()) != null)  {
        // Print the content on the console
        System.out.println (strLine);
      }
      br.close();
    } catch(FileNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

上述的檢查是一個不錯的編碼技巧，建議采納。

不要過多創建線程

在android中，我們應該盡量避免在主線程中執行耗時的操作，因而需要使用其他線程。

private void testThread() {
  new Thread() {
    @Override
    public void run() {
      super.run();
      //do some io work
    }
  }.start();
}

雖然這些能工作，但是創建線程的代價遠比普通對象要高的多，建議使用HandlerThread或者ThreadPool做替換。

使用注解替代枚舉

枚舉是我們經常使用的一種用作值限定的手段，使用枚舉比單純的常量約定要靠譜。然後枚舉的實質還是創建對象。好在Android提供了相關的注解，使得值限定在編譯時進行，進而減少了運行時的壓力。相關的注解為IntDef和StringDef。

如下以IntDef為例，介紹如何使用

在一個文件中如下聲明

public class AppConstants {
  public static final int STATE_OPEN = 0;
  public static final int STATE_CLOSE = 1;
  public static final int STATE_BROKEN = 2;

  @IntDef({STATE_OPEN, STATE_CLOSE, STATE_BROKEN})
  public @interface DoorState {}
}

然後設置書寫這樣的方法

private void setDoorState(@AppConstants.DoorState int state) {
  //some code
}

當調用方法時只能使用 STATE_OPEN ， STATE_CLOSE 和 STATE_BROKEN 。使用其他值會導致編譯提醒和警告。

選用對象池

在Android中有很多池的概念，如線程池，連接池。包括我們很長用的Handler.Message就是使用了池的技術。

比如，我們想要使用Handler發送消息，可以使用 Message msg = new Message() ，也可以使用 Message msg = handler.obtainMessage() 。使用池並不會每一次都創建新的對象，而是優先從池中取對象。

使用對象池需要需要注意幾點

     1.將對象放回池中，注意初始化對象的數據，防止存在髒數據

     2.合理控制池的增長，避免過大，導致很多對象處於閒置狀態

謹慎初始化Application

Android應用可以支持開啟多個進程。 通常的做法是這樣

<service android:name=".NetworkService"
  android:process=":network"
/>

通常我們在Application的 onCreate 方法中會做很多初始化操作,但是每個進程啟動都需要執行到這個onCreate方法,為了避免不必要的初始化,建議按照進程(通過判斷當前進程名)對應初始化.

public class MyApplication extends Application {
  private static final String LOGTAG = "MyApplication";

  @Override
  public void onCreate() {
    String currentProcessName = getCurrentProcessName();
    Log.i(LOGTAG, "onCreate currentProcessName=" + currentProcessName);
    super.onCreate();
    if (getPackageName().equals(currentProcessName)) {
      //init for default process
    } else if (currentProcessName.endsWith(":network")) {
      //init for netowrk process
    }
  }

  private String getCurrentProcessName() {
    String currentProcessName = "";
    int pid = android.os.Process.myPid();
    ActivityManager manager = (ActivityManager) this.getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
    for (ActivityManager.RunningAppProcessInfo processInfo : manager.getRunningAppProcesses()) {
      if (processInfo.pid == pid) {
        currentProcessName = processInfo.processName;
        break;
      }
    }
    return currentProcessName;
  }
}

總結

上面的一些知識就是關於Android中如何避免創建多余對象的總結.歡迎提出意見和觀點,共同進步。希望本文的內容能幫助到大家。