Android性能优化

在上一篇中介绍了性能优化的概念、内存泄漏和性能优化方式
Android性能优化（上）
我们继续说说Android性能优化

数据库性能优化

索引

简单的说，索引就像书本的目录，目录可以快速找到所在页数，数据库中索引可以帮助快速找到数据，而不用全表扫描，合适的索引可以大大提高数据库查询的效率。

(1). 优点
大大加快了数据库检索的速度，包括对单表查询、连表查询、分组查询、排序查询。经常是一到两个数量级的性能提升，且随着数据数量级增长。
(2). 缺点
索引的创建和维护存在消耗，索引会占用物理空间，且随着数据量的增加而增加。在对数据库进行增删改时需要维护索引，所以会对增删改的性能存在影响。

使用场景

A.当某字段数据更新频率较低，查询频率较高，经常有范围查询(>, <, =, >=, <=)或order by、group by发生时建议使用索引。并且选择度越大，建索引越有优势，这里选择度指一个字段中唯一值的数量/总的数量。

B. 经常同时存取多列，且每列都含有重复值可考虑建立复合索引

索引分类

• 直接创建索引和间接创建索引
  直接创建: 使用sql语句创建，Android中可以在SQLiteOpenHelper的onCreate或是onUpgrade中直接excuSql创建语句，语句如
  CREATE INDEX mycolumn_index ON mytable (myclumn)
  间接创建: 定义主键约束或者唯一性键约束，可以间接创建索引，主键默认为唯一索引。
• 普通索引和唯一性索引
  普通索引：CREATE INDEX mycolumn_index ON mytable (myclumn)
  唯一性索引：保证在索引列中的全部数据是唯一的，对聚簇索引和非聚簇索引都可以使用，语句为CREATE UNIQUE COUSTERED INDEX myclumn_cindex ON mytable(mycolumn)
• 单个索引和复合索引
  单个索引：索引建立语句中仅包含单个字段，如上面的普通索引和唯一性索引创建示例。
  复合索引：又叫组合索引，在索引建立语句中同时包含多个字段，语句如：CREATE INDEX name_index ON username(firstname, lastname)，其中firstname为前导列。
• 聚簇索引和非聚簇索引(聚集索引，群集索引)
  聚簇索引：物理索引，与基表的物理顺序相同，数据值的顺序总是按照顺序排列，语句为：CREATE CLUSTERED INDEX mycolumn_cindex ON mytable(mycolumn) WITH ALLOW_DUP_ROW，其中WITH ALLOW_DUP_ROW表示允许有重复记录的聚簇索引
  非聚簇索引：CREATE UNCLUSTERED INDEX mycolumn_cindex ON mytable(mycolumn)
  索引默认为非聚簇索引

使用规则

• 对于复合索引，把使用最频繁的列做为前导列(索引中第一个字段)。如果查询时前导列不在查询条件中则该复合索引不会被使用。
  如create unique index PK_GRADE_CLASS on student (grade, class)
  select * from student where class = 2未使用到索引
  select * from dept where grade = 3使用到了索引
• 避免对索引列进行计算，对where子句列的任何计算如果不能被编译优化，都会导致查询时索引失效
  select * from student where tochar(grade)=’2′
• 比较值避免使用NULL
• 多表查询时要注意是选择合适的表做为内表。连接条件要充份考虑带有索引的表、行数多的表，内外表的选择可由公式：外层表中的匹配行数
• 内层表中每一次查找的次数确定，乘积最小为最佳方案。实际多表操作在被实际执行前，查询优化器会根据连接条件，列出几组可能的连接方案并从中找出系统开销最小的最佳方案。
• 查询列与索引列次序一致
• 用多表连接代替EXISTS子句
• 把过滤记录数最多的条件放在最前面
• 善于使用存储过程，它使sql变得更加灵活和高效(Sqlite不支持存储过程::>_<:: )

事务

使用事务的两大好处是原子提交和更优性能。

原子提交

原子提交意味着同一事务内的所有修改要么都完成要么都不做，如果某个修改失败，会自动回滚使得所有修改不生效。

更优性能

Sqlite默认会为每个插入、更新操作创建一个事务，并且在每次插入、更新后立即提交。

这样如果连续插入100次数据实际是创建事务->执行语句->提交这个过程被重复执行了100次。如果我们显式的创建事务->执行100条语句->提交会使得这个创建事务和提交这个过程只做一次，通过这种一次性事务可以使得性能大幅提升。尤其当数据库位于sd卡时，时间上能节省两个数量级左右。

Sqlte显示使用事务，示例代码如下：

public void insertWithOneTransaction() {
    SQLiteDatabase db = sqliteOpenHelper.getWritableDatabase();
    //开始一个事务
    db.beginTransaction();
    try {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            db.insert(yourTableName, null, value);
        }
        // 设置当前事务成功
        db.setTransactionSuccessful();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        //结束事务
        db.endTransaction();
    }
}

其中sqliteOpenHelper.getWritableDatabase()表示得到写表权限。

其他Sqlite的优化

• 语句的拼接使用StringBuilder代替String
  简单的String相加会导致创建多个临时对象消耗性能。StringBuilder的空间预分配性能好得多。如果你对字符串的长度有大致了解，如100字符左右，可以直接new StringBuilder(128)指定初始大小，减少空间不够时的再次分配。
• 查询时返回更少的结果集及更少的字段。
  查询时只取需要的字段和结果集，更多的结果集会消耗更多的时间及内存，更多的字段会导致更多的内存消耗。
• 少用cursor.getColumnIndex
  根据性能调优过程中的观察cursor.getColumnIndex的时间消耗跟cursor.getInt(索引号)相差无几。可以在建表的时候用static变量记住某列的index，直接调用相应index而不是每次查询。

public static final String HTTP_RESPONSE_TABLE_ID = _ID;
public static final String HTTP_RESPONSE_TABLE_RESPONSE = "response";
public List<Object> getData() {
    ……
    cursor.getString(cursor.getColumnIndex(HTTP_RESPONSE_TABLE_RESPONSE));
    ……
}
//优化为   
public static final String  HTTP_RESPONSE_TABLE_ID = _ID;
public static final String  HTTP_RESPONSE_TABLE_RESPONSE = "response";
public static final int  HTTP_RESPONSE_TABLE_ID_INDEX  = 0;
public static final int  HTTP_RESPONSE_TABLE_URL_INDEX = 1;
public List<Object> getData() {
    ……
    cursor.getString(HTTP_RESPONSE_TABLE_RESPONSE_INDEX);
    ……
}

异步线程

Sqlite是常用于嵌入式开发中的关系型数据库，完全开源。与Web常用的数据库Mysql、Oracle db、sql server不同，Sqlite是一个内嵌式的数据库，数据库服务器就在你的程序中，无需网络配置和管理，数据库服务器端和客户端运行在同一进程内，减少了网络访问的消耗，简化了数据库管理。不过Sqlite在并发、数据库大小、网络方面存在局限性，并且为表级锁，所以也没必要多线程操作。

Android中数据不多时表查询可能耗时不多，不会导致ANR，不过大于100ms时同样会让用户感觉到延时和卡顿，可以放在线程中运行，但Sqlite在并发方面存在局限，多线程控制较麻烦，这时候可使用单线程池，在任务中执行db操作，通过Handler返回结果和UI线程交互，既不会影响UI线程，同时也能防止并发带来的异常。

可使用Android提供的AsyncQueryHandler或类似如下代码完成：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
        db.insert("你的表名", null, value);
        handler.sendEmptyMessage(xx);
    }
});

移动网络优化

一个网络请求可以简单分为连接服务器 -> 获取数据两个部分。
其中连接服务器前还包括DNS解析的过程；获取数据后可能会对数据进行缓存。

连接服务器优化策略

不用域名，用IP直连

省去 DNS 解析过程，DNS 全名 Domain Name System，解析意指根据域名得到其对应的 IP 地址。
如：http://www.codekk.com 的域名解析结果就是104.236.147.76。

首次域名解析一般需要几百毫秒，可通过直接向IP而非域名请求，节省掉这部分时间，同时可以预防域名劫持等带来的风险。

当然为了安全和扩展考虑，这个IP可能是一个动态更新的IP列表，并在IP不可用情况下通过域名访问。

服务器合理部署

配合上面说到的动态 IP 列表，支持优先级，每次根据地域、网络类型等选择最优的服务器IP进行连接。
对于服务器端还可以调优服务器的TCP拥塞窗口大小、重传超时时间(RTO)、最大传输单元(MTU)等。

获取数据优化策略

连接复用

节省连接建立时间，如开启keep-alive
Http 1.1 默认启动了keep-alive。对于Android来说默认情况下HttpURLConnection 和HttpClient都开启了keep-alive。

其他网络请求框架也可以进行相应配置

请求合并

即将多个请求合并为一个进行请求，比较常见的就是网页中的CSS Image Sprites。 如果某个页面内请求过多，也可以考虑做一定的请求合并。

减小请求数据大小

• 对于 POST 请求，Body 可以做 Gzip 压缩，如日志。

• 对请求头进行压缩
  这个http 1.1不支持，spdy及http 2.0支持。http 1.1 可以通过服务端对前一个请求的请求头进行缓存，后面相同请求头用md5之类的id来表示即可。

CDN缓存静态资源

缓存常见的图片、JS、CSS 等静态资源。

减小返回数据大小

• 压缩
  一般API数据使用Gzip压缩
• 精简数据格式
  如JSON代替 XML，WebP代替其他图片格式
• 对于不同的设备不同网络返回不同的内容 如不同分辨率图片大小。
• 增量更新
  需要数据更新时，可考虑增量更新。如常见的服务端进行bsdiff，客户端进行 bspatch。
• 大文件下载
  支持断点续传，并缓存Http Resonse的ETag标识，下次请求时带上，从而确定是否数据改变过，未改变则直接返回304。

数据缓存

缓存获取到的数据，在一定的有效时间内再次请求可以直接从缓存读取数据。

现在的网络请求框架都可进行相应的缓存配置

今天周末，就说这么多（懒），祝大家周末Happy