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Android最佳性能實踐(三)――高性能編碼優(yōu)化

來源：程序員人生發(fā)布時間：2015-03-26 09:37:58 閱讀次數(shù)：4202次

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在前兩篇文章當中，我們主要學習了Android內(nèi)存方面的相干知識，包括如何公道地使用內(nèi)存，和當產(chǎn)生內(nèi)存泄漏時如何定位出問題的緣由。那末關于內(nèi)存的知識就討論到這里，今天開始我們將學習1些性能編碼優(yōu)化的技能。

這里先事前提示大家1句，本篇文章中討論的編碼優(yōu)化技能都是屬于1些“微優(yōu)化”，也就是說即便我們都依照本篇文章的技能來優(yōu)化代碼，在性能方面也是看不出有甚么顯著的提升的。使用適合的算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將永久是你優(yōu)化程序性能的最主要手段，但本篇文章中不會討論這1塊的內(nèi)容。因此，這里我們行將學習的其實不是甚么靈丹妙藥，而是大家應當把這些技能當作1種好的編碼規(guī)范，我們在平時寫代碼時就能夠潛移默化地使用這些編碼規(guī)范，不但能夠在微觀層面提升程序1定的性能，也能夠讓我們的代碼變得更加專業(yè)，下面就讓我們來1起學習1下這些技能。

避免創(chuàng)建沒必要要的對象

創(chuàng)建對象歷來都不應當是1件隨便的事情，由于創(chuàng)建1個對象就意味著垃圾回收器需要回收1個對象，而這兩步操作都是需要消耗時間的。雖然說創(chuàng)建1個對象的代價確切非常小，并且Android 2.3版本當中又增加了并發(fā)垃圾回收器機制（詳見 Android最好性能實踐(2)――分析內(nèi)存的使用情況），這讓GC操作時的停頓時間也變得難以發(fā)覺，但是這些理由都不足以讓我們可以肆意地創(chuàng)建對象，需要創(chuàng)建的對象我們自然要創(chuàng)建，但是沒必要要的對象我們就應當盡可能避免創(chuàng)建。

下面來看1些我們可以免創(chuàng)建對象的場景：

如果我們有1個需要拼接的字符串，那末可以優(yōu)先斟酌使用StringBuffer或StringBuilder來進行拼接，而不是加號連接符，由于使用加號連接符會創(chuàng)建過剩的對象，拼接的字符串越長，加號連接符的性能越低。
在沒有特殊緣由的情況下，盡可能使用基本數(shù)據(jù)類來代替封裝數(shù)據(jù)類型，int比Integer要更加高效，其它數(shù)據(jù)類型也是1樣。
當1個方法的返回值是String的時候，通常可以去判斷1下這個String的作用是甚么，如果我們明確地知道調(diào)用方會將這個返回的String再進行拼接操作的話，可以斟酌返回1個StringBuffer對象來代替，由于這樣可以將1個對象的援用進行返回，而返回String的話就是創(chuàng)建了1個短生命周期的臨時對象。
正如前面所說，基本數(shù)據(jù)類型要優(yōu)于對象數(shù)據(jù)類型，類似地，基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)組也要優(yōu)于對象數(shù)據(jù)類型的數(shù)組。另外，兩個平行的數(shù)組要比1個封裝好的對象數(shù)組更加高效，舉個例子，F(xiàn)oo[]和Bar[]這樣的兩個數(shù)組，使用起來要比Custom(Foo,Bar)[]這樣的1個數(shù)組高效很多。

固然上面所說的只是1些代表性的例子，我們所要遵照的1個基本原則就是盡量地少創(chuàng)建臨時對象，越少的對象意味著越少的GC操作，同時也就意味著越好的程序性能和用戶體驗。

靜態(tài)優(yōu)于抽象

如果你其實不需要訪問1個對象中的某些字段，只是想調(diào)用它的某個方法來去完成1項通用的功能，那末可以將這個方法設置成靜態(tài)方法，這會讓調(diào)用的速度提升15%⑵0%，同時也不用為了調(diào)用這個方法而去專門創(chuàng)建對象了，這樣還滿足了上面的1條原則。另外這也是1種好的編程習慣，由于我們可以放心腸調(diào)用靜態(tài)方法，而不用擔心調(diào)用這個方法后是不是會改變對象的狀態(tài)（靜態(tài)方法內(nèi)沒法訪問非靜態(tài)字段）。

對常量使用static final修飾符

我們先來看1下在1個類的最頂部定義以下代碼：

static int intVal = 42; static String strVal = "Hello, world!";

編譯器會為上述代碼生成1個初始化方法，稱為<clinit>方法，該方法會在定義類第1次被使用的時候調(diào)用。然后這個方法會將42的值賦值到intVal當中，并從字符串常量表中提取1個援用賦值到strVal上。當賦值完成后，我們就能夠通過字段搜索的方式來去訪問具體的值了。

但是我們還可以通過final關鍵字來對上述代碼進行優(yōu)化：

static final int intVal = 42; static final String strVal = "Hello, world!";

經(jīng)過這樣修改以后，定義類就不再需要1個<clinit>方法了，由于所有的常量都會在dex文件的初始化器當中進行初始化。當我們調(diào)用intVal時可以直接指向42的值，而調(diào)用strVal時會用1種相對輕量級的字符串常量方式，而不是字段搜索的方式。

另外需要大家注意的是，這類優(yōu)化方式只對基本數(shù)據(jù)類型和String類型的常量有效，對其它數(shù)據(jù)類型的常量是無效的。不過，對任何常量都是用static final的關鍵字來進行聲明依然是1種非常好的習慣。

使用增強型for循環(huán)語法

增強型for循環(huán)（也被稱為for-each循環(huán)）可以用于去遍歷實現(xiàn)Iterable接口的集合和數(shù)組，這是jdk 1.5中新增的1種循環(huán)模式。固然除這類新增的循環(huán)模式以外，我們依然還可使用原本的普通循環(huán)模式，只不過它們之間是有效力區(qū)分的，我們來看下面1段代碼：

static class Counter { int mCount; } Counter[] mArray = ... public void zero() { int sum = 0; for (int i = 0; i < mArray.length; ++i) { sum += mArray[i].mCount; } } public void one() { int sum = 0; Counter[] localArray = mArray; int len = localArray.length; for (int i = 0; i < len; ++i) { sum += localArray[i].mCount; } } public void two() { int sum = 0; for (Counter a : mArray) { sum += a.mCount; } }

可以看到，上述代碼當中我們使用了3種不同的循環(huán)方式來對mArray中的所有元素進行求和。其中zero()方法是最慢的1種，由于它是把mArray.length寫在循環(huán)當中的，也就是說每循環(huán)1次都需要重新計算1次mArray的長度。而one()方法則相對快很多，由于它使用了1個局部變量len來記錄數(shù)組的長度，這樣就省去了每次循環(huán)時字段搜索的時間。two()方法在沒有JIT（Just In Time Compiler）的裝備上是運行最快的，而在有JIT的裝備上運行效力和one()方法不相上下，唯1需要注意的是這類寫法需要JDK 1.5以后才支持。

但是這里要跟大家提1個特殊情況，對ArrayList這類集合，自己手寫的循環(huán)要比增強型for循環(huán)更快，而其他的集合就沒有這類情況。因此，對我們來講，默許情況下可以都使用增強型for循環(huán)，而遍歷ArrayList時就還是使用傳統(tǒng)的循環(huán)方式吧。

多使用系統(tǒng)封裝好的API

Java語言當中其實給我們提供了非常豐富的API接口，我們在編寫程序時如果可使用系統(tǒng)提供的API就應當盡可能使用，系統(tǒng)提供的API完成不了我們需要的功能時才應當自己去寫，由于使用系統(tǒng)的API在很多時候比我們自己寫的代碼要快很多，它們的很多功能都是通過底層的匯編模式履行的。

比如說String類當中提供的好多API都是具有極高的效力的，像indexOf()方法和1些其它相干的API，雖然說我們通過自己編寫算法也能夠完成一樣的功能，但是效力方面會和這些方法差的比較遠。這里舉個例子，如果我們要實現(xiàn)1個數(shù)組拷貝的功能，使用循環(huán)的方式來對數(shù)組中的每個元素逐一進行賦值固然是可行的，但是如果我們直接使用系統(tǒng)中提供的System.arraycopy()方法將會讓履行效力快9倍以上。

避免在內(nèi)部調(diào)用Getters/Setters方法

我們平時寫代碼時都被告知，1定要使用面向?qū)ο蟮乃嘉┤懘a，而面向?qū)ο蟮?大特性我們都知道，封裝、多態(tài)和繼承。其中封裝的基本思想就是不要把類內(nèi)部的字段暴漏給外部，而是提供特定的方法來允許外部操作相應類的內(nèi)部字段，從而在Java語言當中就出現(xiàn)了Getters/Setters這類封裝技能。

但是在Android上這個技能就不再是那末的受推重了，由于字段搜索要比方法調(diào)用效力高很多，我們直接訪問某個字段可能要比通過getters方法來去訪問這個字段快3到7倍。不過我們肯定不能僅僅由于效力的緣由就將封裝這個技能給拋棄了，編寫代碼還是要依照面向?qū)ο笏嘉┑模俏覀兛梢栽谀軆?yōu)化的地方進行優(yōu)化，比如說避免在內(nèi)部調(diào)用getters/setters方法。

那甚么叫做在內(nèi)部調(diào)用getters/setters方法呢？這里我舉1個非常簡單的例子：

public class Calculate { private int one = 1; private int two = 2; public int getOne() { return one; } public int getTwo() { return two; } public int getSum() { return getOne() + getTwo(); } }

可以看到，上面是1個Calculate類，這個類的功能非常簡單，先將one和two這兩個字段進行了封裝，然后提供了getOne()方法獲得one字段的值，提供了getTwo()方法獲得two字段的值，還提供了1個getSum()方法用于獲得總和的值。

這里我們注意到，getSum()方法當中的算法就是將one和two的值相加進行返回，但是它獲得one和two的值的方式也是通過getters方法進行獲得的，其實這是1種完全沒有必要的方式，由于getSum()方法本身就是Calculate類內(nèi)部的方法，它是可以直接訪問到Calculate類中的封裝字段的，因此這類寫法在Android上是不推重的，我們可以進行以下修改：

public class Calculate { private int one = 1; private int two = 2; ...... public int getSum() { return one + two; } }

改成這類寫法以后，我們就避免了在內(nèi)部調(diào)用getters/setters方法，而對外部而言Calculate類依然是具有很好的封裝性的。

固然，本篇文章中推薦的這些技能呢也其實不全面，只是從Android官方文檔抽取了幾個感覺比較實用的分享給大家，更多技能大家也能夠到Android官網(wǎng)上去瀏覽。另外在高性能編碼方面《Efficient Java》這本書當中也提供了非常多的技能，有興趣的朋友也能夠去瀏覽1下這本書。那末本篇文章就到這里，下篇文章當中將會介紹Android布局優(yōu)化的技能，敬請期待。

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