前言

如果应用耗电量过大，就会消耗用户手机过多的电量，甚至发热，现在一般手机都会有耗电量过大的提醒，当用户看到后，也可能会把你的应用卸载掉，因此需要对其进行优化，让应用的耗电量尽可能小。

检测工具

Battery Historian：https://github.com/google/battery-historian

前言

Android中使用SQLite做为数据库，当数据量很大的情况下，就可能会出现性能问题，比如查询速度过慢，更新速度过慢等，因此需要对其进行优化。

优化方法

• 使用事务

  每次事务都会修改rollback journal文件，因此比较耗时，对于批量操作，应该合并到同一个事务中。

• 建立索引

  对查询多，更新少的字段建立索引，但索引会占用空间，而且会降低更新速度。

• 使用SQLiteStatement

  对于循环执行数据库操作，应该在循环外预编译好sql语句得到SQLiteStatement对象，然后循环内bindXXX，而不是直接在循环内调用execSQL方法，这样会导致创建大量的SQLiteStatement临时对象，而且每次都会重新编译sql语句。

• 缓存getColumnIndex返回结果

  对于循环执行数据库操作，getColumnIndex方法应该放到循环前调用，而不是每次循环都调用一次，虽然该方法的本质是从Map中查找index，但对性能还是有一定的影响的，放在循环前调用会稍微快一些。

• Cursor优化

  正如微信的WCDB所说，在合适的场景下，直接把Cursor的共享内存缓存去掉，会提高数据查询的速度。

• 分表、分库

  SQLite的同步锁是表级别的，因此为了避免等待，可以按照具体场景拆分为多个表，或者分库。

• SQL语句拼接

  不要用+进行连接，用StringBuilder，有循环的最后放到循环外部，不要每次循环都去生成sql语句字符串。

• SQL语句优化

  适用所有数据库优化，不仅仅只是SQLite，见下部分。

前言

APK包过大，可能会导致用户不想下载，或者消耗用户更多的流量，需要更多的下载等待时间，因此需要对APK进行瘦身，使得APK包尽量精简。

瘦身方法

• so优化

  1. so裁剪：避免为了使用一个小功能引入一个大的so，删除用不到的so代码和依赖。

  2. 只保留armeabi或者armeabi-v7a下的so文件：armeabi属于比较老的CPU架构，不支持硬件浮点运算，所以速度较慢，但兼容设备更多，而现在大部分首页都是支持armeabi-v7a架构的。

  3. 分渠道打包so：不同渠道的用户手机CPU架构不同，为了避免同时加入多种so，可以对不同渠道放入对应的so。

• 依赖库

  这里主要指第三方的jar，aar等依赖库，引入的库应该尽可能精简。

• res优化

  1. 只保留一套图片： 对于用到的图片，一般放到xxhdpi目录就可以，具体放哪里，要看目标用户手机主要的分辨率是多少。

  2. 动态加载：不是很重要的图，或者非首屏显示的图，改为动态加载。

  3. 图片压缩：tinypng，用webp代替png。

  4. 无用资源：用AS删除无用资源。

  5. 矢量图：用矢量图代替真实图片，矢量图代码占用空间小，而且不会失真。

  6. 多语言：对国内用户只打中文包，resConfigs指定为zh-rCN。

  7. 使用AndResGuard开源库：微信出的工具，用于压缩资源路径，同时也起到混淆资源文件名的作用。

  8. 精简字体文件：字体文件只包含需要用到的文字、数字或者符合等，而不是直接引入整个字体文件。

• assets优化

  跟res优化差不多，删除无用资源，压缩资源，动态下载。

• 代码优化

  1. 打开minifyEnabled：代码压缩，编译时会自动移除没有被使用到的代码，可以通过keep来强制指定不移除某些代码。

  2. 打开shrinkResources：资源压缩，必须在minifyEnabled为true的前提下使用，编译时会自动移除没有被使用到的资源，也可以自定义指定哪些资源不移除。

  3. proguard代码混淆：这个正式包都有，代码混淆能够减少类名、方法名等长度，移除没有被使用到的代码。

     注意minifyEnabled和proguard的区别：minifyEnabled只能移除无用代码，速度较快；而proguard除了能移除无用代码，还可以进行名称混淆，优化代码，速度较慢。参考文章：https://stackoverflow.com/questions/37007485/whats-the-difference-between-minifyenabled-and-useproguard-in-the-android-p

  4. 代码动态化：组件化，代码动态下载。

  5. 单个枚举大概占用1~1.4KB，用常量代替枚举。

为什么需要MultiDex

在Android5.0以下，虚拟机执行的是Dalvik指令，Dalvik指令集的方法索引参数至占用两个字节，也就是最多能区分65536个不同的方法，这个是65536方法数限制的根本原因，当然dx工具在打包时会直接判断方法数是否超过65536，超过就直接抛异常，这个只是表面原因。ART本身就对MultiDex做了支持，因此无需开发者对其做特殊处理。

如果APP启动速度很慢，会导致用户体验很差，甚至用户流失。所以我们需要持续地对启动速度进行优化，不断减少启动等待时间，把优化做到极致。

启动类型

启动类型可以分为三种：

• 冷启动

  进程不存在，启动时需要先创建进程，然后再创建并打开页面。

• 温启动

  进程存在，但页面不存在，只需要创建并打开页面。

• 热启动

  进程存在，页面也存在，直接把页面拉到前台即可。

我们知道，Cursor使用结束后，如果没有调用Cursor的close方法，就可能会导致内存泄露，但其原因是什么呢？究竟是什么对象泄露了？下面通过源码分析其原因。

SQLiteDatabase的query过程

1. SQLiteDatabase执行查询操作很简单，直接调用query方法：

   CustomSQLiteDatabase helper = new CustomSQLiteDatabase(this);
   SQLiteDatabase db = helper.getWritableDatabase();
   Cursor cursor = db.query("COMPANY", null, null, null, null, null, null);

2. 内部会创建一个SQLiteDirectCursorDriver对象，然后调用其query方法：

   public Cursor query(CursorFactory factory, String[] selectionArgs) {
       final SQLiteQuery query = new SQLiteQuery(mDatabase, mSql, mCancellationSignal);
       final Cursor cursor;
       try {
           // 建立index->列名映射，最终放在Object数组中
           query.bindAllArgsAsStrings(selectionArgs);
   
           if (factory == null) {
               cursor = new SQLiteCursor(this, mEditTable, query);
           } else {
               cursor = factory.newCursor(mDatabase, this, mEditTable, query);
           }
       } catch (RuntimeException ex) {
           query.close();
           throw ex;
       }
   
       mQuery = query;
       return cursor;
   }

   一般我们不会指定CursorFactory，所以factory为null，这种情况下创建的是一个SQLiteCursor对象，也就是外部的query方法返回的其实就是这个SQLiteCursor对象。

   另外注意到这里调用query方法时，只是做了一些初始化操作，简单返回一个SQLiteCursor对象而且，并不会真的去执行数据库查询，因此这个query执行起来不耗时。

   接着我们拿到这个SQLiteCursor对象后，调用moveToPosition(0)方法把游标移动到第一条记录，这个操作就比较耗时了，SQLiteCursor继承自AbstractWindowedCursor，看一下AbstractWindowedCursor的moveToPosition方法：

   @Override
   public final boolean moveToPosition(int position) {
       // Make sure position isn't past the end of the cursor
       final int count = getCount();
       if (position >= count) {
           mPos = count;
           return false;
       }
   
       // Make sure position isn't before the beginning of the cursor
       if (position < 0) {
           mPos = -1;
           return false;
       }
   
       // Check for no-op moves, and skip the rest of the work for them
       if (position == mPos) {
           return true;
       }
   
       boolean result = onMove(mPos, position);
       if (result == false) {
           mPos = -1;
       } else {
           mPos = position;
       }
   
       return result;
   }

   这里的getCount方法和onMove方法，都可能会触发执行fillWindow方法，而fillWindow方法就是真正去查询数据库，然后把数据填充到共享内存中。对于这块共享内存，默认大小为2MB，只有当真正查询数据库时才会被创建，然后填充查询结果数据，假如结果数据过大填充不下，就只填充一部分，如果下次读取到填充之外的数据，就需要重新执行数据库查询，清空原有共享内存缓存数据，然后把新数据填充到共享内存中。

3. 继续看fillWindow方法：

   private void fillWindow(int requiredPos) {
       clearOrCreateWindow(getDatabase().getPath());
       try {
           Preconditions.checkArgumentNonnegative(requiredPos,
                   "requiredPos cannot be negative, but was " + requiredPos);
   
           if (mCount == NO_COUNT) {
               mCount = mQuery.fillWindow(mWindow, requiredPos, requiredPos, true);
               mCursorWindowCapacity = mWindow.getNumRows();
               if (Log.isLoggable(TAG, Log.DEBUG)) {
                   Log.d(TAG, "received count(*) from native_fill_window: " + mCount);
               }
           } else {
               int startPos = mFillWindowForwardOnly ? requiredPos : DatabaseUtils
                       .cursorPickFillWindowStartPosition(requiredPos, mCursorWindowCapacity);
               mQuery.fillWindow(mWindow, startPos, requiredPos, false);
           }
       } catch (RuntimeException ex) {
           // Close the cursor window if the query failed and therefore will
           // not produce any results.  This helps to avoid accidentally leaking
           // the cursor window if the client does not correctly handle exceptions
           // and fails to close the cursor.
           closeWindow();
           throw ex;
       }
   }

   一开始就调用clearOrCreateWindow方法，如果共享内存已经存在就清空，没有就创建，这里其实就是创建一个CursorWindow对象，当然它只是一个壳而已，最终对共享内存的操作都是通过native层实现的。

   共享内存准备好之后，就可以调用mQuery的fillWindow方法查询数据库填充数据了，mQuery的类型为SQLiteQuery，fillWindow方法会连接到数据库查询数据，然后填充到共享内存中。

LeakCanary是什么

LeakCanary是square推出的用于检测Android内存泄漏的开源工具，使用起来十分简单，接入成本低，项目地址：https://github.com/square/leakcanary。

使用方法

// module的build.gradle添加依赖
implementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.6.3'

public class App extends Application {

@Override
public void onCreate() {
    super.onCreate();
    LeakCanary.install(this);
}

为什么需要优化

Android中内存优化是一个比较重要的话题，因为内存会直接影响到程序的运行性能，在开发中经常会出现一些内存相关的问题，包括内存泄露，内存抖动，占用过多内存等，因此优化的目的，就是让减少这几类问题的出现，或者彻底解决，让程序运行起来更加流畅，性能更高效。

常用检测工具

• LeakCanary

  用于检测内存泄露，如果发生内存泄露，会给出泄露对象的引用链，其内部是通过WeakReferences的回收队列实现内存泄露检测的。

• Android Studio的Profiler工具

  可查看对象占用内存情况，只能查看debuggable应用。

• adb命令

  执行命令adb shell dumpsys meminfo，可以查看所有应用的内存信息。常用的参数有–package，用于指定要查看的包名的所有进程的内存信息，比如我们要查看微信的内存信息，执行下面的命令：

  adb shell dumpsys meminfo --package com.tencent.mm

  这里就会微信所有进程的内存信息，如果我们只需要看主进程的信息，可以直接通过pid指定，所以先执行命令ps获取到pid：

  adb shell ps -A | grep com.tencent.mm

  打印结果如下：

  u0_a170       3525   633 2068856  21644 0                   0 S com.tencent.mm:appbrand1
  u0_a170      19179   633 2577364 112404 0                   0 S com.tencent.mm
  u0_a170      19404   633 2240664  11740 0                   0 S com.tencent.mm:appbrand0
  u0_a170      26971   633 1965968   5312 0                   0 S com.tencent.mm:exdevice
  u0_a170      28292   633 2003436   5296 0                   0 S com.tencent.mm:push

  看到主进程的pid为19179，然后执行命令：

  adb shell dumpsys meminfo 19179

  打印结果如下：

  Applications Memory Usage (in Kilobytes):
  Uptime: 138531332 Realtime: 241333585
  
  ** MEMINFO in pid 19179 [com.tencent.mm] **
                     Pss  Private  Private  SwapPss     Heap     Heap     Heap
                   Total    Dirty    Clean    Dirty     Size    Alloc     Free
                  ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------
    Native Heap    40613    40564        0    72101   164480   132995    31484
    Dalvik Heap    19065    19016        0     8873    52069    27493    24576
   Dalvik Other    11200    11196        0      893                           
          Stack      100      100        0       16                           
         Ashmem        4        4        0        0                           
        Gfx dev     6432     6432        0        0                           
      Other dev       28        0       28        0                           
       .so mmap     6138      440     4328     3370                           
      .jar mmap       28       28        0      336                           
      .apk mmap     1157       88      672      160                           
      .ttf mmap       60        0        0        0                           
      .dex mmap    22720        0    19372       28                           
      .oat mmap     2520        0        4        0                           
      .art mmap    10700     9644      260     3067                           
     Other mmap      336        0      324        4                           
     EGL mtrack     9248     9248        0        0                           
      GL mtrack     5436     5436        0        0                           
        Unknown     2666     2664        0     4830                           
          TOTAL   232129   104860    24988    93678   216549   160488    56060
  
   App Summary
                         Pss(KB)
                          ------
             Java Heap:    28920
           Native Heap:    40564
                  Code:    24932
                 Stack:      100
              Graphics:    21116
         Private Other:    14216
                System:   102281
  
                 TOTAL:   232129       TOTAL SWAP PSS:    93678
  
   Objects
                 Views:     1388         ViewRootImpl:        1
           AppContexts:        7           Activities:        1
                Assets:        7        AssetManagers:        0
         Local Binders:      157        Proxy Binders:       98
         Parcel memory:       82         Parcel count:      327
      Death Recipients:        8      OpenSSL Sockets:        0
              WebViews:        0
  
   SQL
           MEMORY_USED:      528
    PAGECACHE_OVERFLOW:       64          MALLOC_SIZE:      117
  
   DATABASES
        pgsz     dbsz   Lookaside(b)          cache  Dbname
           4      436             97       25/40/10  /data/user/0/com.tencent.mm/databases/beacon_tbs_db
           4      108            109       27/42/16  /data/user/0/com.tencent.mm/databases/google_app_measurement.db
           4       36             99         4/34/6  /data/user/0/com.tencent.mm/databases/tes_db
  
   Asset Allocations
      : 132K

  对于第一部分，一般只需要关注前两列就行，Pss Total表示该进程占用内存大小，包括了按比例计算进程间共享内存，而Private Dirty就只是该进程占用内存大小。然后对应到具体的行，Native Heap为本地堆占用内存大小，Dalvik Heap为Java堆占用内存大小，Dalvik Other为JIT和垃圾回收记录占用内存大小，.so mmap为映射的so代码占用的内存大小，.dex mmap为映射的dex代码占用的内存大小。

  对于第三部分，表示在当前进程中，某些重要类型的实例对象数量，比如ViewRootImpl就是窗口数量，AppContexts就是Context数量，而Activities为Activity的数量。

为什么需要优化

Android布局可能存在的主要问题有两个：过度绘制和卡顿，过度绘制会浪费资源，卡顿会影响用户体验，甚至导致ANR，因此需要进行优化，优化都是围绕着这两个问题展开的，最终目的就是减少过度绘制，减少卡顿。

常见检测工具

有时通过直觉无法明显发现过度绘制和卡顿，或者无法准确量化其严重程度，因此需要借助检测工具来帮助我们排查问题，常用的工具主要有两个：开发者选项中的调试GPU过度绘制和GPU呈现模式分析。

Protobuf是什么

全称为Protocol Buffers，Google推出的序列化框架，用于将自定义数据结构序列化成字节流，和将字节流反序列化为数据结构，该框架不依赖开发语言，也不依赖运行平台，扩展性好，目前支持的语言比较多，包括Java，C++，Python，Ruby等。

使用Protobuf

在这里使用Windows和Java进行实例演示：