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Android性能優(yōu)化篇：Android中如何避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象

在編程開發(fā)中，內(nèi)存的占用是我們經(jīng)常要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)，通常的內(nèi)存調(diào)優(yōu)的方向就是盡量減少內(nèi)存的占用。這其中避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象是一項(xiàng)重要的方面。

成都創(chuàng)新互聯(lián)公司網(wǎng)站建設(shè)由有經(jīng)驗(yàn)的網(wǎng)站設(shè)計(jì)師、開發(fā)人員和項(xiàng)目經(jīng)理組成的專業(yè)建站團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)網(wǎng)站視覺設(shè)計(jì)、用戶體驗(yàn)優(yōu)化、交互設(shè)計(jì)和前端開發(fā)等方面的工作，以確保網(wǎng)站外觀精美、成都網(wǎng)站制作、網(wǎng)站建設(shè)易于使用并且具有良好的響應(yīng)性。

Android設(shè)備不像PC那樣有著足夠大的內(nèi)存，而且單個(gè)App占用的內(nèi)存實(shí)際上是比較小的。所以避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象對(duì)于Android開發(fā)尤為重要。

本文會(huì)介紹一些常見的避免創(chuàng)建對(duì)象的場(chǎng)景和方法，其中有些屬于微優(yōu)化，有的屬于編碼技巧，當(dāng)然也有確實(shí)能夠起到顯著效果的方法。

使用單例

單例是我們常用的設(shè)計(jì)模式，使用這種模式，我們可以只提供一個(gè)對(duì)象供全局調(diào)用。因此單例是避免創(chuàng)建不必要的對(duì)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并發(fā)的情況下保證單例的唯一性。當(dāng)然方式很多，比如餓漢式，懶漢式double-check等。這里介紹一個(gè)很極客的書寫單例的方式。

 
 
 
      
  
  
  1. public static class SingleInstance { 
    2.   
  
  
  2.     private SingleInstance() { 
    3.   
  
  
  3.     } 
    4.   
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  5.    public static SingleInstance getInstance() { 
    6.   
  
  
  6.             return SingleInstanceHolder.sInstance; 
    7.   
  
  
  7.    } 
    8.   
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  9.   private static class SingleInstanceHolder { 
    10.   
  
  
  10.             private static SingleInstance sInstance = new SingleInstance(); 
    11.   
  
  
  11.   } 
    12.   
  
  
  12. } 
    13.

在Java中，類的靜態(tài)初始化會(huì)在類被加載時(shí)觸發(fā)，我們利用這個(gè)原理，可以實(shí)現(xiàn)利用這一特性，結(jié)合內(nèi)部類，可以實(shí)現(xiàn)上面的代碼，進(jìn)行懶漢式創(chuàng)建實(shí)例。

避免進(jìn)行隱式裝箱

自動(dòng)裝箱是Java 5 引入的一個(gè)特性，即自動(dòng)將原始類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的引用類型，比如將int轉(zhuǎn)為Integer等。

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

 
 
 
      
  
  
  1. Integer sum = 0; 
    2.   
  
  
  2.   for (int i = 1000; i < 5000; i++) { 
    3.   
  
  
  3.         sum += i; 
    4.   
  
  
  4. } 
    5.

上面的代碼sum+=i可以看成sum = sum + i，但是+這個(gè)操作符不適用于Integer對(duì)象，首先sum進(jìn)行自動(dòng)拆箱操作，進(jìn)行數(shù)值相加操作，***發(fā)生自動(dòng)裝箱操作轉(zhuǎn)換成Integer對(duì)象。其內(nèi)部變化如下

 
 
 
      
  
  
  1. int result = sum.intValue() + i; 
    2.   
  
  
  2. Integer sum = new Integer(result); 
    3.

由于我們這里聲明的sum為Integer類型，在上面的循環(huán)中會(huì)創(chuàng)建將近4000個(gè)無用的Integer對(duì)象，在這樣龐大的循環(huán)中，會(huì)降低程序的性能并且加重了垃圾回收的工作量。因此在我們編程時(shí)，需要注意到這一點(diǎn)，正確地聲明變量類型，避免因?yàn)樽詣?dòng)裝箱引起的性能問題。

另外，當(dāng)將原始數(shù)據(jù)類型的值加入集合中時(shí)，也會(huì)發(fā)生自動(dòng)裝箱，所以這個(gè)過程中也是有對(duì)象創(chuàng)建的。如有需要避免這種情況，可以選擇SparseArray,SparseBooleanArray,SparseLongArray等容器。

謹(jǐn)慎選用容器

Java和Android提供了很多編輯的容器集合來組織對(duì)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(huì)自動(dòng)擴(kuò)容，這其中不是創(chuàng)建新的對(duì)象，而是創(chuàng)建一個(gè)更大的容器對(duì)象。這就意味這將占用更大的內(nèi)存空間。

以HashMap為例，當(dāng)我們put key和value時(shí)，會(huì)檢測(cè)是否需要擴(kuò)容，如需要?jiǎng)t雙倍擴(kuò)容

 
 
 
      
  
  
  1. @Override 
    2.   
  
  
  2. public V put(K key, V value) { 
    3.   
  
  
  3.     if (key == null) { 
    4.   
  
  
  4.         return putValueForNullKey(value); 
    5.   
  
  
  5.     } 
    6.   
  
  
  6.     //some code here 
    7.   
  
  
  7.  
    8.   
  
  
  8.     // No entry for (non-null) key is present; create one 
    9.   
  
  
  9.     modCount++; 
    10.   
  
  
  10.     if (size++ > threshold) { 
    11.   
  
  
  11.         tab = doubleCapacity(); 
    12.   
  
  
  12.         index = hash & (tab.length - 1); 
    13.   
  
  
  13.     } 
    14.   
  
  
  14.     addNewEntry(key, value, hash, index); 
    15.   
  
  
  15.     return null; 
    16.   
  
  
  16. } 
    17.

關(guān)于擴(kuò)容的問題，通常有如下幾種方法

  • 預(yù)估一個(gè)較大的容量值，避免多次擴(kuò)容
  • 尋找替代的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，確保做到時(shí)間和空間的平衡

用好LaunchMode

提到LaunchMode必然和Activity有關(guān)系。正常情況下我們?cè)趍anifest中聲明Activity，如果不設(shè)置LaunchMode就使用默認(rèn)的standard模式。

一旦設(shè)置成standard，每當(dāng)有一次Intent請(qǐng)求，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的Activity實(shí)例。舉個(gè)例子，如果有10個(gè)撰寫郵件的Intent，那么就會(huì)創(chuàng)建10個(gè)ComposeMailActivity的實(shí)例來處理這些Intent。結(jié)果很明顯，這種模式會(huì)創(chuàng)建某個(gè)Activity的多個(gè)實(shí)例。

如果對(duì)于一個(gè)搜索功能的Activity，實(shí)際上保持一個(gè)Activity示例就可以了，使用standard模式會(huì)造成Activity實(shí)例的過多創(chuàng)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(chuàng)建。

Activity處理onConfigurationChanged

這又是一個(gè)關(guān)于Activity對(duì)象創(chuàng)建相關(guān)的，因?yàn)锳ctivity創(chuàng)建的成本相對(duì)其他對(duì)象要高很多。

默認(rèn)情況下，當(dāng)我們進(jìn)行屏幕旋轉(zhuǎn)時(shí)，原Activity會(huì)銷毀，一個(gè)新的Activity被創(chuàng)建，之所以這樣做是為了處理布局適應(yīng)。當(dāng)然這是系統(tǒng)默認(rèn)的做法，在我們開發(fā)可控的情況下，我們可以避免重新創(chuàng)建Activity。

以屏幕切換為例，在Activity聲明時(shí)，加上

 
 
 
      
  
  
  1.   
  
  
  2.   android:name=".MainActivity" 
    3.   
  
  
  3.   android:configChanges="orientation" 
    4.   
  
  
  4.   android:label="@string/app_name" 
    5.   
  
  
  5.   android:theme="@style/AppTheme.NoActionBar"/> 
    6.

然后重寫Activity的onConfigurationChanged方法

 
 
 
      
  
  
  1. @Override 
    2.   
  
  
  2. public void onConfigurationChanged(Configuration newConfig) { 
    3.   
  
  
  3.    super.onConfigurationChanged(newConfig); 
    4.   
  
  
  4.    if (newConfig.orientation == Configuration.ORIENTATION_PORTRAIT) { 
    5.   
  
  
  5.         setContentView(R.layout.portrait_layout); 
    6.   
  
  
  6.      } else if (newConfig.orientation == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE) { 
    7.   
  
  
  7.         setContentView(R.layout.landscape_layout); 
    8.   
  
  
  8.     } 
    9.   
  
  
  9. } 
    10.

注意字符串拼接

字符串這個(gè)或許是最不起眼的一項(xiàng)了。這里主要講的是字符串的拼接

 
 
 
      
  
  
  1. Log.i(LOGTAG, "onCreate bundle=" + savedInstanceState); 
    2.

這應(yīng)該是我們最常見的打log的方式了，然而字符串的拼接內(nèi)部實(shí)際是生成StringBuilder對(duì)象，然后挨個(gè)進(jìn)行append，直至***調(diào)用toString方法的過程。

下面是一段代碼循環(huán)的代碼，這明顯是很不好的，因?yàn)檫@其中創(chuàng)建了很多的StringBuilder對(duì)象。

 
 
 
      
  
  
  1. public void implicitUseStringBuilder(String[] values) { 
    2.   
  
  
  2.         String result = ""; 
    3.   
  
  
  3.         for (int i = 0; i < values.length; i++) { 
    4.   
  
  
  4.             result += values[i]; 
    5.   
  
  
  5.         } 
    6.   
  
  
  6.         System.out.println(result); 
    7.   
  
  
  7.     } 
    8.

降低字符串拼接的方法有

  • 使用String.format替換
  • 如果是循環(huán)拼接，建議顯式在循環(huán)外部創(chuàng)建StringBuilder使用

減少布局層級(jí)

布局層級(jí)過多，不僅導(dǎo)致inflate過程耗時(shí)，還多創(chuàng)建了多余的輔助布局。所以減少輔助布局還是很有必要的?？梢試L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(duì)于程序來說，在平常不過了，然后其實(shí)異常的代碼很高的，因?yàn)樗枰占F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)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(gè)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。

 
 
 
      
  
  
  1. private void printFileByLine(String filePath) { 
    2.   
  
  
  2.    try { 
    3.   
  
  
  3.       FileInputStream inputStream = new FileInputStream("textfile.txt"); 
    4.   
  
  
  4.       BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream)); 
    5.   
  
  
  5.       String strLine; 
    6.   
  
  
  6.       //Read File Line By Line 
    7.   
  
  
  7.       while ((strLine = br.readLine()) != null) { 
    8.   
  
  
  8.           // Print the content on the console 
    9.   
  
  
  9.           System.out.println(strLine); 
    10.   
  
  
  10.       } 
    11.   
  
  
  11.         br.close(); 
    12.   
  
  
  12.     } catch (FileNotFoundException e) { 
    13.   
  
  
  13.        e.printStackTrace(); 
    14.   
  
  
  14.     } catch (IOException e) { 
    15.   
  
  
  15.         e.printStackTrace(); 
    16.   
  
  
  16.    } 
    17.   
  
  
  17. } 
    18.

如果我們進(jìn)行文件是否存在的檢查，拋出FileNotFoundException的概率會(huì)減少很多，

 
 
 
      
  
  
  1. private void printFileByLine(String filePath) { 
    2.   
  
  
  2.    if (!new File(filePath).exists()) { 
    3.   
  
  
  3.             return; 
    4.   
  
  
  4.    } 
    5.   
  
  
  5.     try { 
    6.   
  
  
  6.        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("anonymous.txt"); 
    7.   
  
  
  7.        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream)); 
    8.   
  
  
  8.        String strLine; 
    9.   
  
  
  9.       //Read File Line By Line 
    10.   
  
  
  10.        while ((strLine = br.readLine()) != null) { 
    11.   
  
  
  11.             // Print the content on the console 
    12.   
  
  
  12.            System.out.println(strLine); 
    13.   
  
  
  13.        } 
    14.   
  
  
  14.          br.close(); 
    15.   
  
  
  15.     } catch (FileNotFoundException e) { 
    16.   
  
  
  16.         e.printStackTrace(); 
    17.   
  
  
  17.     } catch (IOException e) { 
    18.   
  
  
  18.         e.printStackTrace(); 
    19.   
  
  
  19.    } 
    20.   
  
  
  20. } 
    21.

上述的檢查是一個(gè)不錯(cuò)的編碼技巧，建議采納。

不要過多創(chuàng)建線程

在android中，我們應(yīng)該盡量避免在主線程中執(zhí)行耗時(shí)的操作，因而需要使用其他線程。

 
 
 
      
  
  
  1. private void testThread() { 
    2.   
  
  
  2.     new Thread() { 
    3.   
  
  
  3.        @Override 
    4.   
  
  
  4.        public void run() { 
    5.   
  
  
  5.           super.run(); 
    6.   
  
  
  6.           //do some io work 
    7.   
  
  
  7.       } 
    8.   
  
  
  8.    }.start(); 
    9.   
  
  
  9. } 
    10.

雖然這些能工作，但是創(chuàng)建線程的代價(jià)遠(yuǎn)比普通對(duì)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(jīng)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。然后枚舉的實(shí)質(zhì)還是創(chuàng)建對(duì)象。好在Android提供了相關(guān)的注解，使得值限定在編譯時(shí)進(jìn)行，進(jìn)而減少了運(yùn)行時(shí)的壓力。相關(guān)的注解為IntDef和StringDef。

如下以IntDef為例，介紹如何使用

在一個(gè)文件中如下聲明

 
 
 
      
  
  
  1. public class AppConstants { 
    2.   
  
  
  2.    public static final int STATE_OPEN = 0; 
    3.   
  
  
  3.    public static final int STATE_CLOSE = 1; 
    4.   
  
  
  4.    public static final int STATE_BROKEN = 2; 
    5.   
  
  
  5.  
    6.   
  
  
  6.    @IntDef({STATE_OPEN, STATE_CLOSE, STATE_BROKEN}) 
    7.   
  
  
  7.    public @interface DoorState { 
    8.   
  
  
  8.    } 
    9.   
  
  
  9. } 
    10.

然后設(shè)置書寫這樣的方法

 
 
 
      
  
  
  1. private void setDoorState(@AppConstants.DoorState int state) { 
    2.   
  
  
  2.    //some code 
    3.   
  
  
  3. } 
    4.

當(dāng)調(diào)用方法時(shí)只能使用STATE_OPEN，STATE_CLOSE和STATE_BROKEN。使用其他值會(huì)導(dǎo)致編譯提醒和警告。

選用對(duì)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(zhǎng)用的Handler.Message就是使用了池的技術(shù)。

比如，我們想要使用Handler發(fā)送消息，可以使用Message msg = new Message()，也可以使用Message msg = handler.obtainMessage()。使用池并不會(huì)每一次都創(chuàng)建新的對(duì)象，而是優(yōu)先從池中取對(duì)象。

使用對(duì)象池需要需要注意幾點(diǎn)

  • 將對(duì)象放回池中，注意初始化對(duì)象的數(shù)據(jù)，防止存在臟數(shù)據(jù)
  • 合理控制池的增長(zhǎng)，避免過大，導(dǎo)致很多對(duì)象處于閑置狀態(tài)

謹(jǐn)慎初始化Application

Android應(yīng)用可以支持開啟多個(gè)進(jìn)程。 通常的做法是這樣

 
 
 
      
  
  
  1.   
  
  
  2.    android:name=".NetworkService" 
    3.   
  
  
  3.    android:process=":network"/> 
    4.

通常我們?cè)贏pplication的onCreate方法中會(huì)做很多初始化操作,但是每個(gè)進(jìn)程啟動(dòng)都需要執(zhí)行到這個(gè)onCreate方法,為了避免不必要的初始化,建議按照進(jìn)程(通過判斷當(dāng)前進(jìn)程名)對(duì)應(yīng)初始化.

 
 
 
      
  
  
  1. public class MyApplication extends Application { 
    2.   
  
  
  2.    private static final String LOGTAG = "MyApplication"; 
    3.   
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  4.      @Override 
    5.   
  
  
  5.      public void onCreate() { 
    6.   
  
  
  6.         String currentProcessName = getCurrentProcessName(); 
    7.   
  
  
  7.         Log.i(LOGTAG, "onCreate currentProcessName=" + currentProcessName); 
    8.   
  
  
  8.            super.onCreate(); 
    9.   
  
  
  9.            if (getPackageName().equals(currentProcessName)) { 
    10.   
  
  
  10.                 //init for default process 
    11.   
  
  
  11.            } else if (currentProcessName.endsWith(":network")) { 
    12.   
  
  
  12.                 //init for netowrk process 
    13.   
  
  
  13.            } 
    14.   
  
  
  14.      } 
    15.   
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  16.     private String getCurrentProcessName() { 
    17.   
  
  
  17.         String currentProcessName = ""; 
    18.   
  
  
  18.         int pid = android.os.Process.myPid(); 
    19.   
  
  
  19.         ActivityManager manager = (ActivityManager) this.getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE); 
    20.   
  
  
  20.         for (ActivityManager.RunningAppProcessInfo processInfo : manager.getRunningAppProcesses()) { 
    21.   
  
  
  21.             if (processInfo.pid == pid) { 
    22.   
  
  
  22.                     currentProcessName = processInfo.processName; 
    23.   
  
  
  23.                     break; 
    24.   
  
  
  24.             } 
    25.   
  
  
  25.        } 
    26.   
  
  
  26.       return currentProcessName; 
    27.   
  
  
  27.     } 
    28.   
  
  
  28. } 
    29.

上面的一些知識(shí)就是關(guān)于Android中如何避免創(chuàng)建多余對(duì)象的總結(jié).歡迎提出意見和觀點(diǎn),共同進(jìn)步.


本文標(biāo)題：Android性能優(yōu)化篇：Android中如何避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象
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