安卓開發大軍浩浩蕩蕩，經過近十年的發展，Android技術優化日異月新，如今Android 9.0 已經發布，Android系統性能也已經非常流暢，可以在體驗上完全媲美iOS。
但是，到了各大廠商手里，改源碼、自定義系統，使得Android原生系統變得魚龍混雜，然后到了不同層次的開發工程師手里，因為技術水平的參差不齊，即使很多手機在跑分軟件性能非常高，打開應用依然存在卡頓現象。另外，隨著產品內容迭代，功能越來越復雜，UI頁面也越來越豐富，也成為流暢運行的一種阻礙。綜上所述，對APP進行性能優化已成為開發者該有的一種綜合素質，也是開發者能夠完成高質量應用程序作品的保證。

在Android應用優化方面，我們主要從以下4個方面進行優化：

1. 穩定（內存溢出、崩潰）
2. 流暢（卡頓）
3. 耗損（耗電、流量、網絡）
4. 安裝包（APK瘦身）

內存優化

由于Android應用的沙箱機制，每個應用所分配的內存大小是有限度的，內存太低就會觸發LMK(Low Memory Killer)機制，進而會出現閃退現象。如果要對內存進行優化，就需要先搞懂java的內存是如何分配和回收的，關于這方面，可以重點參考下面的內容：
Java 垃圾回收器的GC機制，看這一篇就夠了
Android 內存泄漏常見案例及分析
Android應用內存泄漏的定位、分析與解決策略

分析工具

Memory Monitor 工具

Memory Monitor是Android Studio自帶的一個內存監視工具，它可以很好地幫助我們進行內存實時分析。通過點擊Android Studio右下角的Memory Monitor標簽，打開工具可以看見較淺藍色代表free的內存，而深色的部分代表使用的內存從內存變換的走勢圖變換，可以判斷關于內存的使用狀態，例如當內存持續增高時，可能發生內存泄漏；當內存突然減少時，可能發生GC等。

Memory Analyzer工具

MAT 是一個快速，功能豐富的 Java Heap 分析工具，通過分析 Java 進程的內存快照 HPROF 分析，從眾多的對象中分析，快速計算出在內存中對象占用的大小，查看哪些對象不能被垃圾收集器回收，并可以通過視圖直觀地查看可能造成這種結果的對象。

LeakCanary工具

LeakCanary是一個內存監測工具，該工具是Square公司出品的，所謂Square出品必屬精品，LeakCanary的官方地址為https://github.com/square/leakcanar，我們可以在Gradle里引用它。

Android Lint 工具

Android Lint 是Android Sutido種集成的一個Android代碼提示工具，它可以給布局、代碼提供非常強大的幫助。如果在布局文件中寫了三層冗余的LinearLayout布局，就會在編輯器右邊看到提示。當然這個是一個簡單的舉例，Lint的功能非常強大，大家應該養成寫完代碼查看Lint的習慣，這不僅讓你及時發現代碼種隱藏的一些問題，更能讓你養成良好的代碼風格，要知道，這些Lint提示可都是Google大牛們汗水合智慧的結晶。

其他建議

在Android應用開發中，影響穩定性的原因很多，比如內存使用不合理、代碼異常場景考慮不周全、代碼邏輯不合理等，都會對應用的穩定性造成影響。
其中最常見的兩個場景是：Crash 和 ANR，這兩個錯誤將會使得程序無法使用。所以做好Crash監控，把崩潰信息、異常信息收集記錄起來，以便后續分析；合理使用主線程處理業務，不要在主線程中做耗時操作，防止ANR程序無響應發生。
具體可以參考下面的文章鏈接：
Android系統穩定性問題總結

交互優化

交互是與用戶體驗最直接的方面，交互場景大概可以分為四個部分：UI 繪制、應用啟動、頁面跳轉、事件響應。對于上面四個方面，大致可以從以下兩個方面來進行優化：

• 界面繪制：主要原因是繪制的層級深、頁面復雜、刷新不合理，由于這些原因導致卡頓的場景更多出現在 UI 和啟動后的初始界面以及跳轉到頁面的繪制上。
• 數據處理：導致這種卡頓場景的原因是數據處理量太大，一般分為三種情況，一是數據在處理 UI 線程，二是數據處理占用 CPU 高，導致主線程拿不到時間片，三是內存增加導致 GC 頻繁，從而引起卡頓。

我們知道，Android的繪制需要經過onMeasure、onLayout、onDraw等幾個步驟，所以布局的層級越深、元素越多、耗時也就越長。還有就是Android 系統每隔 16ms 發出 VSYNC 信號，觸發對 UI 進行渲染，如果每次渲染都成功，這樣就能夠達到流暢的畫面所需的 60FPS。如果某個操作花費的時間是 24ms ，系統在得到 VSYNC 信號時就無法正常進行正常渲染，這樣就發生了丟幀現象。

之所以出現卡頓現象，是因為有兩個原因：

• 繪制任務太重，繪制一幀內容耗時太長
• 主線程太忙，根據系統傳遞過來的 VSYNC 信號來時還沒準備好數據導致丟幀

基于問題產生的原因，我們可以從以下幾個方面進行優化：

布局優化

在Android種系統對View進行測量、布局和繪制時，都是通過對View數的遍歷來進行操作的。如果一個View數的高度太高就會嚴重影響測量、布局和繪制的速度。Google也在其API文檔中建議View高度不宜哦過10層。現在版本種Google使用RelativeLayout替代LineraLayout作為默認根布局，目的就是降低LineraLayout嵌套產生布局樹的高度，從而提高UI渲染的效率。
在布局優化方面，我們可以從以下幾個方面進行優化：

• 布局復用，使用<include>標簽重用layout；
• 提高顯示速度，使用<ViewStub>延遲View加載；
• 減少層級，使用<merge>標簽替換父級布局；
• 注意使用wrap_content，會增加measure計算成本；
• 刪除控件中無用屬性；

渲染優化

過度繪制是指在屏幕上的某個像素在同一幀的時間內被繪制了多次。在多層次重疊的 UI 結構中，如果不可見的 UI 也在做繪制的操作，就會導致某些像素區域被繪制了多次，從而浪費了多余的 CPU 以及 GPU 資源。我們可以通過開啟手機的過渡繪制功能來檢測頁面是否被過度繪制。

為了避免過度繪制，我們可以從以下幾個方面進行優化：

• 布局上的優化，移除 XML 中非必須的背景，移除 Window 默認的背景、按需顯示占位背景圖片。
• 自定義View優化，使用 canvas.clipRect()來幫助系統識別那些可見的區域，只有在這個區域內才會被繪制。

啟動優化

應用一般都有閃屏頁，優化閃屏頁的 UI 布局，可以通過 Profile GPU Rendering 檢測丟幀情況。
也可以通過啟動加載邏輯優化。可以采用分布加載、異步加載、延期加載策略來提高應用啟動速度。
數據準備。數據初始化分析，加載數據可以考慮用線程初始化等策略。

刷新優化

Android開發中，通常是異步操作頁面的，因此需要可以從刷新優化上來優化應用，主要有兩個原則：

• 減少刷新次數；
• 縮小刷新區域；

動畫優化

在實現動畫效果時，需要根據不同場景選擇合適的動畫框架來實現。有些情況下，可以用硬件加速方式來提供流暢度。

耗電優化

在移動設備中，電池的重要性不言而喻，沒有電什么都干不成。對于操作系統和設備開發商來說，耗電優化一致沒有停止，去追求更長的待機時間，而對于一款應用來說，并不是可以忽略電量使用問題，特別是那些被歸為“電池殺手”的應用，最終的結果是被卸載。因此，應用開發者在實現需求的同時，需要盡量減少電量的消耗。

在 Android5.0 以前，在應用中測試電量消耗比較麻煩，也不準確，5.0 之后專門引入了一個獲取設備上電量消耗信息的 API，即Battery Historian。Battery Historian 是一款由 Google 提供的 Android 系統電量分析工具，和Systrace 一樣，是一款圖形化數據分析工具，直觀地展示出手機的電量消耗過程，通過輸入電量分析文件，顯示消耗情況，最后提供一些可供參考電量優化的方法。

網絡優化

對于網絡的優化，可以從以下幾個方面著手進行：

圖片網絡優化

例如，針對網絡情況，返回不同的圖片數據，一種是高清大圖，一種是正常圖片，一種是縮略小圖。當用戶處于wifi下給控件設置高清大圖，當4g或者3g模式下加載正常圖片，當弱網條件下加載縮略圖。

網絡數據優化

移動端獲取網絡數據優化可以從以下幾點著手：

• 連接復用：節省連接建立時間，如開啟 keep-alive。
  對于Android來說默認情況下HttpURLConnection和HttpClient都開啟了keep-alive。只是2.2之前HttpURLConnection存在影響連接池的Bug，具體可見：Android HttpURLConnection及HttpClient選擇
• 請求合并：即將多個請求合并為一個進行請求，比較常見的就是網頁中的CSS Image Sprites。如果某個頁面內請求過多，也可以考慮做一定的請求合并。
• 減少請求數據的大小：對于post請求，body可以做gzip壓縮的，header也可以做數據壓縮。返回數據的body也可以做gzip壓縮，body數據體積可以縮小到原來的30%左右。

異常攔截優化

在獲取數據的流程中，訪問接口和解析數據時都有可能會出錯，我們可以通過攔截器在這兩層攔截錯誤。

• 在訪問接口時，我們不用設置攔截器，因為一旦出現錯誤，Retrofit會自動拋出異常。比如，常見請求異常404，500，503等等。
• 在解析數據時，我們設置一個攔截器，判斷Result里面的code是否為成功，如果不成功，則要根據與服務器約定好的錯誤碼來拋出對應的異常。比如，token失效，禁用同賬號登陸多臺設備，缺少參數，參數傳遞異常等等。

APK瘦身

應用安裝包大小對應用使用沒有影響，但應用的安裝包越大，用戶下載的門檻越高，特別是在移動網絡情況下，用戶在下載應用時，對安裝包大小的要求更高，因此，減小安裝包大小可以讓更多用戶愿意下載和體驗產品。

在Android Studio工具欄里，打開build–>Analyze APK, 選擇要分析的APK包 ，可以看到apk的相關信息，如下所示：

在這里插入圖片描述

Android的apk主要有以下信息構成：

• assets文件夾。存放一些配置文件、資源文件，assets不會自動生成對應的 ID，而是通過 AssetManager 類的接口獲取。
• res。res 是 resource 的縮寫，這個目錄存放資源文件，會自動生成對應的 ID 并映射到 .R 文件中，訪問直接使用資源ID。
• META-INF。保存應用的簽名信息，簽名信息可以驗證 APK 文件的完整性。
• AndroidManifest.xml。這個文件用來描述 Android 應用的配置信息，一些組件的注冊信息、可使用權限等。
• classes.dex。Dalvik 字節碼程序，讓 Dalvik 虛擬機可執行，一般情況下，Android 應用在打包時通過Android SDK 中的 dx 工具將 Java 字節碼轉換為 Dalvik 字節碼。
• resources.arsc。記錄著資源文件和資源 ID 之間的映射關系，用來根據資源 ID 尋找資源。

基于上面的組成部分，那么優化也可以從以下幾個方面著手：

• 代碼混淆。使用proGuard 代碼混淆器工具，它包括壓縮、優化、混淆等功能。
• 資源優化。比如使用 Android Lint 刪除冗余資源，資源文件最少化等。
• 圖片優化。比如利用 AAPT 工具對 PNG 格式的圖片做壓縮處理，降低圖片色彩位數等。
• 避免重復功能的庫，使用 WebP圖片格式等。
• 插件化，比如功能模塊放在服務器上，按需下載，可以減少安裝包大小。