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【Android】性能实践—编码优化与布局优化学习笔记

编码优化

使用场景

如果需要拼接字符串，优先使用StringBuffer和StringBuilder进行凭借，他们的性能优于直接用加号进行拼接，因为使用加号连接符会创建多余的对象
一般情况下使用基本数据类来代替封装数据类型（比如int优于Integer）
当返回一个String类型的数据时，如果明确知道返回后的字符串用于进行拼接操作，那么可以考虑返回StringBuffer，因为StringBuffer是一个对象的引用而String的话就是创建了一个短生命周期的临时对象
类似于第二条，基本数据类型数组也优于对象数据类型数组（a[]和b[]使用起来效率比c(a, b)[]高得多）

静态优于抽象

当我们只想调用某个对象的某个方法去实现一个功能的时候，可以将该方法设置为静态方法，因为调用静态方法可以不用创建对象，也可以使得调用速度提升。

class Utils {public static int add(int a, int b) {return a + b;}
}// 调用静态方法，不需要创建 Utils 的对象
int result = Utils.add(3, 5);

使用static和final修饰符

内存效率：

static 关键字使变量成为类变量，而不是实例变量。这样，不管创建多少个类的实例，常量在内存中只存在一份，节省内存空间。

public class MyClass {public static final int MAX_VALUE = 100;
}

不可变性：

final 关键字使变量成为常量，一旦赋值后不能改变。这确保了常量的值不会被意外修改，从而提高了代码的安全性和可靠性。

public class MyClass {public static final int MAX_VALUE = 100;
}

全局访问：

static 使得常量可以通过类名直接访问，无需创建类的实例，方便全局使用。

int maxValue = MyClass.MAX_VALUE;

编译期常量：

static final 常量在编译时就被确定，因此在编译期可以进行优化，比如内联（在使用常量的地方直接替换为常量值）。

public class MyClass {public static final int MAX_VALUE = 100;
}
// 在其他地方使用时
int value = MyClass.MAX_VALUE;  // 编译时会直接替换为 100

使用增强型for循环

有三个循环方式：

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;}
}

首先，zero()方法是最慢的一种，因为循环的判断条件为 i < mArray.length ，也就是说在每一层循环进行判断时都要重新计算一遍mArray的长度

其次，one()方法相对第一种就快了很多，它直接在循环前就用len保存了长度，不用每层遍历都再计算一遍

two()方法在没有JIT（Just In Time Compiler）的设备上是运行最快的，而在有JIT的设备上运行效率和one()方法不相上下

“JIT” 指的是 “Just-In-Time” 编译，它是一种动态编译技术，用于提高 Java 程序的执行效率。JIT 编译器在 Java 虚拟机（JVM）运行时将字节码编译成本地机器码，从而加快程序的执行速度。

JIT 编译的工作原理

解释执行：
初始阶段，Java 程序的字节码由 JVM 的解释器逐行解释执行。解释执行通常较慢，但不需要编译阶段的开销。

热点代码检测：
JVM 会监控代码的执行情况，识别那些频繁执行的代码段，这些代码段被称为“热点代码”。

编译为机器码：
一旦某段代码被识别为热点代码，JIT 编译器会将这段字节码编译成机器码，生成本地可执行代码，从而提高运行速度。

优化：
JIT 编译器还会对热点代码进行各种优化，如内联、循环展开、常量折叠等，以进一步提高性能。

缓存和重用：
编译后的机器码会被缓存，以便后续的调用可以直接使用这些优化后的代码，避免重复编译。

使用封装好的API

Java语言当中其实给我们提供了非常丰富的API接口，我们如果能使用系统提供的API就尽量使用，因为系统的API基本上比我们自己写的代码要快得多，它们的很多功能都是通过底层的汇编模式执行的。

避免在内部调用Getters/Setters方法

下面一个例子：

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();}
}

就属于在内部调用getters/setters方法

但其实我们在类的内部可以直接使用类中的封装字段：

public int getSum() {return one + two;
}

布局优化

重用布局文件

<include>的使用

目前几乎所有的软件都会有一个头布局，这个头布局是在所有界面都要使用，但是如果在每个界面都写一次那就太麻烦了，我们可以新建一个布局专门表示头布局，当其他界面要使用的时候直接使用<include>调用就可以了

假设我们随便建了一个头布局

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"android:padding="16dp"android:background="#EEEEEE"><Buttonandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content" /><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_gravity="center"android:layout_marginStart="8dp"android:text="HaHa"android:textColor="#00dddd"android:textSize="20sp" />
</LinearLayout>

当我们在其他界面要使用的时候就可以直接调用：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"><include layout="@layout/header"/></LinearLayout>

但是如果我们本来的界面中还有别的东西，我们在引入header后所有的东西都有可能被覆盖，出现这个问题是原因是因为header的最外层布局是一个宽高都是match_parent的LinearLayout，我们可以将LinearLayout的layout_height属性修改成wrap_content就可以了，但是这种操作会影响header的界面，如何你只希望让activity_main.xml这一个界面受影响的话，那么可以使用覆写<include>属性的方式

<merge>的使用

<merge> 是 Android 布局文件中的一个特殊标签，用于优化布局结构。它的主要目的是减少布局层级，使布局文件更加高效。<merge> 标签不会创建一个新的视图层级，而是将其子视图直接合并到包含它的布局中。

使用 <merge> 标签的场景：

优化布局层级：
- 当你有一个布局文件（如包含多个子视图的布局）需要嵌套在其他布局中时，使用 <merge> 标签可以避免多余的布局层级，从而提高渲染性能。
简化布局结构：
- 避免不必要的嵌套布局，减少布局的复杂度和绘制开销。

假设有一个复杂的布局：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:orientation="horizontal"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Hello" /><Buttonandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Click Me" /></LinearLayout><!-- 其他视图 -->
</LinearLayout>

这个布局的嵌套关系如图：

在这里插入图片描述

可以使用merge对布局进行优化：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"><includelayout="@layout/optimized_sub_layout" /><!-- 其他视图 -->
</LinearLayout>

在 optimized_sub_layout.xml 中使用 <merge> 标签：

<!-- res/layout/optimized_sub_layout.xml -->
<merge xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Hello" /><Buttonandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Click Me" />
</merge>