深入了解如何提高APP性能总结

摘要：文章从优化手机app的大小、app的API设计、架构设计、自适应显示、快速启动等方面比较全面的介绍了如何提高手机App的性能，以下是译文。

去年，我在从伦敦飞回的航班上，遇到一个从事手机行业的人。在过去20年里，他在一个堪称龙头企业的大公司里负责企业新技术的采用。

在我们一起飞行的8个小时里，他提到的一些事情，我最近还一直在思考。他认为移动应用程序及其性能只是不断的交付而已，事实上，他都没法审计手机应用程序的性能到底有了多少显著的提高。

当我在旧金山降落以后，我联络了更多手机行业内的人去了解这个事，发现他们都有类似的看法。代码质量和基础框架是大家讨论的唯一的东西。

我马上想到了该如何在Simform上构建App，去探索一些非常优秀的做法，遵循这些做法，建立基准，突破现有的应用程序，规模可达数十亿美元。

以下因素将大大影响手机应用程序的质量：

• 应用程序大小

• 应用程序性能

• 指定平台的准则

• 架构设计

现在，让我们看看如何优化它们，以一种简单的方式，易于采用的步骤，使手机应用程序更快。

最小化应用程序的大小

手机没有强大的GPU,然而，低端配置的手机占领着大多数的安卓市场份额。它们甚至不支持2G或3G,下载一个立刻就需要用到的大的应用将是用户的噩梦。在这种低端手机上，应用占用的空间越少越好。 

优化网络

文本第一，图像第二

优化网络，先尝试加载文本数据。然后，应用程序中基于图像的内容显示可以异步加载。

避免重复的网络请求

那些安卓中被熟知的Volley应用会清楚更多关于这个请求的问题。当应用程序执行不力的时候，安卓应用可以使用Volley同时发送两个请求到服务器，你可以删除一个请求，请求就会被删除，但是应用程序的反应会是没有这个请求了。不仅仅是功能性的问题，重复的请求也增加了系统的拥塞，降低了应用程序的性能，尤其是在有数以百万的应用程序用户时。设想，如果增加一倍数量的请求，服务器的数量就要增加两倍，那么当想降低成本的时候，就会非常得绝望。

了解并做出基于连接质量的调整

假定一个应用程序需要依据网络条件决定是否可用。应用程序可以根据用户当前所处的网络条件改变交付的内容质量，以确保应用程序的使用不会失败。

有效的API设计

一个API的设计方式将对应用程序性能产生巨大的影响。一个不完整的或者惰性的API设计会增加应用程序的负担。在API上的解决方法通常是对网络的局限性施加了太大的压力。

设计手机应用程序的API负载，确保应用程序具有如下特点：

• 一致性：开发人员应该了解预期，在API一致性的设计上，没有任何回旋的余地。

• 完整性：拥有简化的解决方法。

从UI开始，一直到数据，都可以以一种伟大的方式来设计一个具有一致性和完整性的API负载，从而提高应用程序的性能。不要从手机发送所有请求到API，只发送实际所需要的请求。

优化应用程序中的图像

优化应用程序中的图像，你可以：

• 使用矢量图像

• 提供动态大小的图像

• 使用颜色过滤器，而不是使用不同的彩色图像集

• 使用图像缓存

• 使用像Picasso 和 Fresco这样的库

为脱机优化缓存数据

当网络很差的时候，在获取数据的同时，显示所有你已经取得的数据。这样做会：

• 减少服务器负载

• 减少手机无线电使用次数，降低手机App的耗电量

如果没有一个任你支配的测试团队，你可以试着将手机切换到飞行模式，测试应用程序的离线性能。

确保应用程序适合手机屏幕的大小

有许多关于屏幕尺寸的讨论已经被提出来了，Android引起了一些大的关注，因为实际上有数以千计的设备，每个设备都有自己的分辨率和屏幕尺寸。

作为最佳策略：

• 为中小屏幕搭建

• 优化MDPI和HDPI

• 实现自适应的UI流

没有成百台设备测试分辨率和屏幕尺寸？用仿真器配置测试。

安卓中的内存使用

为了给手机用户提供多任务的能力，安卓对每一个应用程序使用多少内存做了限制，这些限制不是静态的，是随着手机应用程序的增加或减少而变化的。

要考虑到整个应用程序开发过程中的RAM限制，以及运行在后台的应用程序会占用不必要的资源。

但是，你可以通过以下手段优化应用程序：

• 限制服务的有效期，考虑采用intent service来限制服务的寿命

• 当用户切换到不同的界面时，释放UI资源

• 使用内存高效的代码架构

• 尽量减少外部库的使用

应用程序启动有多快？

在PlayStore上平均排名前25的应用程序，启动时间从800ms到4.5s。现在，对于大多数用例来说，4.5S太多。

底线是，App需要快速启动！

为了优化iOS应用程序的启动时间，应该考虑如下内容：

• 嵌入少量的dylib

• 合并Objective-C类

• 消除静态的初始化软件

• 使用更多的Swift，苹果建议的

• 用DYLD_PRINT_STATISTICS衡量结果

• 避免使用dlopen()

在安卓系统中，以下情况通常会影响应用程序启动时间：

• 多视图实例化

• 消耗资源高的内容如解码位图

• 运行布局

让应用程序在安卓系统中更快启动：

• 不要在第一次启动时显示你不需要的UI部分，使用层次结构占位符，以后可以随意显示

• 避免由于内存分配而产生的混乱，尽可能的做好垃圾收集

• 使用像Apteligent的工具去监控和优化应用程序启动时间

• 避免在应用程序对象中初始化代码

• 记住，最近推出的一个应用程序，这个第一次推出的应用程序将会有不同的表现。

减少设备唤醒

频繁地唤醒手机会大幅降低系统性能。这会消耗系统资源。可以限制应用程序将会响应的唤醒意图。

考虑低端安卓手机

并非所有的安卓用户都拥有最新的2G+内存的手机。当我们寻找可用的安卓设备时，我们看到设备能力方面的高倍细分。

当大多数开发人员开发和优化应用程序以提高性能时，他们犯了一个大错误。他们为错误的设备优化App,通常可供他们测试使用的都是高端设备。

一个很好的经验法则是，应该有各种各样的设备用来优化app性能。这样，开发人员就可以交叉测试了。

• 各种速度

• 界面和分辨率

• 低内存

平滑的帧速

在iOS和安卓系统中，展示动画和手势的最大帧速是60fps。

低于60fps的帧速，通常用户会感觉到卡顿。

为了达到16ms的帧速（相当于60fps）,应用程序中用于显示的代码都需要在16ms以内执行完毕。这就是在安卓系统中你会注意到的地方，用于垃圾收集的5ms时间是多么昂贵。

让我们评估一下这将如何影响最终用户。当你错过了16ms的限制，你经常会得到稍微低的帧速~59fps。这没有什么大不了的，对吧？

错！

实际情况是，如果应用程序错过16ms限制一次，它就不能使用同一帧的窗口，不得不等待下一帧。

虽然应用程序只花了19ms展示，却错过了显示窗口，显示给用户的时间就变成了两倍时长。要知道，这样，用户就会觉得应用程序超级烂。

在新设备上恢复用户数据

用户通常会花大量的时间在手机上设置应用程序，使得应用程序按他们的意愿去工作。当重装应用程序时，大多数用户都希望他们原来的设置依然可用。

保存配置数据有助于提高应用程序质量：

• 用户修改的任何配置

• 推送设置通知

• 用户是否在新的屏幕上已看到欢迎界面和介绍

发现潜在的消耗

从应用程序中移除潜在问题很重要。潜在问题会导致应用程序错误，并且常常会破坏整个应用程序。统计表明：如果一个应用程序运行缓慢，超过50%的用户会在24小时内卸载应用。

有效处理潜在的相关问题：

当网络状况不好时，你可以限制第三方的潜在问题因素源

减少可能在手机上用到有潜在消耗的API的需求

优化iOS应用程序以处理多任务

假定有一个用户在用你的应用程序，应用程序会以60fps很好的展示，在9ms内完成所有的工作。如下图所示： 

现在，用户在手机上打开第二个应用，也大约需要7ms完成所有工作。现在看起来如下图： 

可以看到为了以60fps的帧速展示，两个应用程序组合用了16ms时间。

设若用户以60fps帧速打开另外一个应用，10ms完成工作。现在的用时就是9+7+10=26ms,这意味着应用程序的演示帧速是40fps，而不是60fps。

应用程序的用户开始注意到程序的卡顿，GPU和内存也几乎有相同的情况。

还记得应用程序不断崩溃的情况吗？

好了，让我们来看一看在设备上运行的一个应用程序的场景。

现在，在场景内引入另外一个应用程序，我们仍然做的很好，并且还留有一些内存。

当我们在场景中再引入一个应用程序时，系统没有可分配的内存了。系统将杀掉一个进程以释放资源。

这就是为什么应用程序的开发如此具有挑战性的原因（对于那些真正关心它的人来说）

解决这些挑战需要对iOS生态系统有一点了解。让我们看看如何优化应用程序的多任务处理：

• 你可以使用工具来识别和修复错误

• 合理安排工作优先级，不要阻塞主线程

• 识别和管理工具集

• 使用缓存并响应内存告警

• 利用虚拟内存系统增加内存回收

• 做好权衡

如果有人能遵循这其中的50%，将会发现应用程序的性能有了很大的提高。

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