开发人员必看:如何写出高效代码的两条原则

发布于:2022-11-09 ⋅ 阅读:(12) ⋅ 点赞:(0) ⋅ 评论:(0)

随着技术的发展,智能手机硬件配置越来越高,可是它和现在的 PC 相比,其运算能力,续航能力,存储空间等都还是受到很大的限制,同时用户对手机的体验要 求远远高于 PC 的桌面应用程序

以上理由,足以需要开发人员更加专心去实现和优化你的代码了;选择合适的算法和数据结构永远是开发人员最先应该考虑的事情

而且,我们应该时刻牢记,写出高效代码的两条基本的原则:

  • (1)不要做不必要的
  • (2)不要分配不必要的内存

内存优化

Android 系统对每个软件所能使用的 RAM 空间进行了限制(如:Nexus one 对每个软件的内存限制是24M),同时J ava 语言本身比较消耗内存,dalvik 虚拟机也要占用一定的内存空间,所以合理使用内存,彰显出一个程序员的素质和技能。

1) 了解JIT

即时编译(Just-in-time Compilation,JIT),又称动态转译(Dynamic Translation),是一种通过在运行时将字节码翻译为机器码,从而改善字节码编译语言性能的技术。即时编译前期的两个运行时理论是字节码编译和动态编译

Android原来Dalvik虚拟机是作为一种解释器实现,新版(Android2.2+)将换成JIT编译器实现。性能测试显示,在多项测试中新版本比旧版本提升了大约6倍。

2) 避免创建不必要的对象

就像世界上没有免费的午餐,世界上也没有免费的对象。虽然gc为每个线程都建立了临时对象池,可以使创建对象的代价变得小一些,但是分配内存永远都比不分配内存的代价大。如果你在用户界面循环中分配对象内存,就会引发周期性的垃圾回收,用户就会觉得界面像打嗝一样一顿一顿的

所以,除非必要,应尽量避免尽力对象的实例。下面的例子将帮助你理解这条原则:当你从用户输入的数据中截取一段字符串时,尽量使用substring函数取得原始数据的一个子串,而不是为子串另外建立一份拷贝。这样你就有一 个新的String对象,它与原始数据共享一个char数组。 如果你有一个函数返回一个String对象,而你确切的知道这个字符串会被附加到一个StringBuffer,那么,请改变这个函数的参数和实现方式, 直接把结果附加到StringBuffer中,而不要再建立一个短命的临时对象。

一个更极端的例子是,把多维数组分成多个一维数组:

  • int数组比Integer数组好,这也概括了一个基本事实,两个平行的int数组比 (int,int)对象数组性能要好很多。同理,这试用于所有基本类型的组合。如果你想用一种容器存储(Foo,Bar)元组,尝试使用两个单独的 Foo[]数组和Bar[]数组,一定比(Foo,Bar)数组效率更高。(也有例外的情况,就是当你建立一个API,让别人调用它的时候。这时候你要注重对API接口的设计而牺牲一点儿速度。当然在API的内部,你仍要尽可能的提高代码的效率)

总体来说,就是避免创建短命的临时对象。减少对象的创建就能减少垃圾收集,进而减少对用户体验的影响。

3) 静态方法代替虚拟方法

如果不需要访问某对象的字段,将方法设置为静态,调用会加速15%到20%。这也是一种好的做法,因为你可以从方法声明中看出调用该方法不需要更新此对象的状态。

4) 避免内部Getters/Setters

在源生语言像C++中,通常做法是用Getters(i=getCount())代替直接字段访问(i=mCount)。这是C++中一个好的习惯,因为编译器会内联这些访问,并且如果需要约束或者调试这些域的访问,你可以在任何时间添加代码。而在Android中,这不是一个好的做法。虚方法调用的代价比直接字段访问高昂许多。通常根据面向对象语言的实践,在公共接口中使用Getters和Setters是有道理的,但在一个字段经常被访问的类中宜采用直接访问。无JIT时,直接字段访问大约比调用getter访问快3倍。有JIT时(直接访问字段开销等同于局部变量访问),要快7倍。

5) 将成员缓存到本地

访问成员变量比访问本地变量慢得多

内存优化实例:

Memory Monitor:

Memory Monitor只能看个大概,可以查看内存抖动,或者内存增长的趋势,具体的小的泄漏,还得通过Heap Viewer查看

内存抖动:短时间内发生了多次内存的涨跌,意味着很有可能发生率内存抖动。

内存抖动带来的问题:短时间内的内存飙升,系统需要频繁的进行GC,而GC是需要主线程停下来,并且占用CPU资源的,会导致界面卡顿。

例子1:

 public void click(View view) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            byte[] b = new byte[2000];
        }
    }

例子2:

private int nums[][] = new int[250][250];
//内存抖动案例://短时间内创建大量的临时变量
    private void init() {
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for(int j=0; j<nums[i].length; j++){
                nums[i][j] = random.nextInt(1000);
            }
        }
    }

private void printNums(){
        String totalNums = "";
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for(int j=0; j<nums[i].length; j++){
                totalNums += nums[i][j];
            }
        }
    }
//优化:
    private void printNums2(){
        StringBuffer totalNums = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for(int j=0; j<nums[i].length; j++){
                totalNums.append(nums[i][j]);
            }
        }
    }

使用Monitor监控:

避免内存抖动的方法:

  • 1)尽量避免在循环体内创建对象,应该把对象创建移到循环体外
  • 2)自定义view的onDraw会被频繁调用,避免在这个函数里面new一个新的对象

Heap Viewer:

监控:能够实时观测内存的变动(短时间内通过Memory Monitor是看不出来的,曲线坡度太小,内存变动值很小,定位不到具体的代码)

Heap Viewer具体定位到哪个位置内存泄漏。

内存泄漏例子:

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        //test1();
        init();
        handler.sendEmptyMessageDelayed(0, 100000);
    }
//模拟当MainActivity跳转到MainActivity2的时候,
    // 延迟发送消息导致的内存泄漏问题
    private Handler handler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
        }
    };

    public void click(){
        Intent intent = new Intent(this, MainActivity2.class);
        startActivity(intent);
        finish();
    }

LackCanary

在一个Activity执行完onDestroy后,将它放入到WeakReference中,然后将这个WeakReference类型的Activity的对象与ReferenceQueue关联,注意: 如果一个对象要被GC回收了,会把它引用的对象放入到ReferenceQueue中。这时候只需要在ReferenceQueue中去查找是否存在该对象,如果没有就执行一个GC,再次查找,如果还是没有,则说明该对象可能无法被回收,也就可能发生了内存泄漏,最后使用HAHA这个开源库取分析dump之后的heap内存

分为两个步骤:

1)通过虚引用的ReferenceQueue,判断一个对象是否被回收:

  • 虚引用:对于对象来说,是无感的,如果只存在虚引用,GC的时候会直接被回收。虚引用的目的是为了追踪一个对象被回收的时机。如果一个定义了虚引用的对象GC之后被回收了,这个对象会被放入RefereceQueue中,LeakCanary就是在GC之后去检测该队列中是否有该对象判断该对象是否已经被回收。

2)初步判定有内存泄漏之后,通过开源库Haha分析dump之后的heap内存,从而定位到具体的内存泄露的对象的引用链条。

文末

我从去年开始接触Android开发,以下结合自己的一点项目经验,同时参考了Google的优化文档和网上的诸多技术大牛给出的意见,整理出这份电子手册 《Android 性能优化学习文档》私信发送 “进阶” 即可 免费获取

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