干了5年Android开发还没掌握binder机制?系列篇

安卓开发大军浩浩荡荡,经过近十年的发展,Android技术优化日异月新,如今Android 11.0 已经发布,Android系统性能也已经非常流畅,可以在体验上完全媲美iOS。

但是,到了各大厂商手里,改源码、自定义系统,使得Android原生系统变得鱼龙混杂,然后到了不同层次的开发工程师手里,因为技术水平的参差不齐,即使很多手机在跑分软件性能非常高,打开应用依然存在卡顿现象。

另外,随着产品内容迭代,功能越来越复杂,UI页面也越来越丰富,也成为流畅运行的一种阻碍。综上所述,对APP进行性能优化已成为开发者该有的一种综合素质,也是开发者能够完成高质量应用程序作品的保证。

为此,我把阿里、腾讯、字节跳动、美团等公司Android性能优化实战整合成了一个PDF文档,由于内容过多的,我先介绍实战部分,之后再介绍理论部分。

1. Kotlin

  • Kotlin 通常被视为下一个 Java,它是由谷歌和 JetBrains(Android Studio 开发者)赞助的。Java 从一开始就一直是 Android 应用的首选开发语言,但近年来 Kotlin 迅速普及,如今在 10,000 种 Google Play 应用中有近 60%使用了 Kotlin[3]。虽说在少数需要访问底层原生代码的情况下,仍会继续使用 C++;但在其他情况下,Kotlin 都可以代替 Java。

  • Kotlin 的主要优势是与 Java 的完全互操作性,这意味着开发人员可以尽可能迁移旧代码,而不用完全重写整个应用程序。这两种语言兼容得很好,Android Studio 甚至可以自动从 Java 转换为 Kotlin。

  • 这种兼容性,加上更简洁的语法和数百项细小改进,使 Kotlin 在 * 的 2019 年开发人员调查 [4] 中成为第四大“最受欢迎”和第五大“想要”的编程语言,在所有移动编程语言中排名最高。

  • 迁移现有应用有一个好方法,就是在修改现有 Java 文件时将其转换为 Kotlin。虽然这意味着你要把经常编辑的文件转换过去,会增加代码审查的复杂度(比如会面临潜在的冲突),但由于转换后的区域能得到审查,因此可以确保任何问题都能被发现。

  • 目前 Candyspace 中使用的 Kotlin 代码占 86%(并且一直在增长),其余的 14%是实用工具 / 转换代码,这些代码已经有些年头没改动过了。

2. Jetpack

谷歌的 AndroidX/Jetpack 库是一组实用工具,旨在简化常见的应用需求。例如用于设备上数据库的 Room[5],或用来在底层数据更改时更新显示内容的 LiveData[6]。

有了 Jetpack 库,新项目就省掉了重新发明*的麻烦,也不必等待其他开发人员来开源他们的实现方式,现在每位开发者都能获取到那些基础要素了。这些库更新非常频繁,新功能不断推出,错误修复也会及时发布。由于这些库是为了协同工作而构建的,因此多使用 AndroidX 库有助于最大程度地减少应用中出现意外。

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从开发工作起步开始就使用 Jetpack 库可以节省数百小时的时间,但我们也可以将已有的应用迁移到 Jetpack 库上面。虽然看起来很麻烦,但由于这些库非常流行,针对迁移工作的指南也很容易找到。至少,底层 Android 元素(视图、片段等)可以自动转换 [7]。

在 Candyspace,我们使用了 Data Binding 和 ViewModel,并可能很快加入 Room 和 Navigation。

3. 模块化设计

  • 一直以来,应用都被构建为一个巨大的“应用”模块,其中包含整个应用所需的一切。尽管这样做确实能让资源共享起来更容易,但也意味着这个应用的某些部分无法为其他应用 / 开源项目所重用;更重要的是,对应用做出更改时必须重新编译整个代码库。

  • 相反,如果应用由许多较小的模块组成,则只需重新编译做出更改的代码即可,从而大大缩短了构建时间。此外,模块化设计还为高级 Android 特性(例如即时应用——用户无需安装任何内容即可使用你的应用的部分功能,和动态特性——按需安装应用的各个部分)的应用打开了大门。

  • 将一款现有应用拆分为多个模块可能会是一个很复杂的工作,因为会因此而发现之前隐藏的问题(“DateUtility 是什么东西?为什么每个类都需要它!?”);但是一旦改造完成,代码库就会进入一种更加健康的状态。另外,如果一款新的应用需要类似的功能,则可以快速重用已有模块,从而大大节省时间!

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模块化应用架构的一个示例

虽然设计一个模块化架构可能是很复杂的任务,但我之前已经写过一些指导性原则 [8],这些原则受到了 Nikits Kozlov 关于模块化和构建时间的文章 [9] 的启发。Plaid 也写了一篇介绍他们向模块化设计迁移经验的文章 [10]。

在 Candyspace,我们的应用设计都是完全模块化的,以尽量减少构建时间对开发工作的中断影响。

4. App Bundle

使用传统的 APK 将应用分发到用户的设备时,必须安装针对所有设备准备的所有资源。这意味着每张位图图像可能会有 5 个副本(用于不同的屏幕精度),还要安装针对不同设备架构的多个库版本,甚至还得安装多组边距和填充值。

使用 App Bundle 分发一款应用时,用户下载的 APK 只包含他们实际所需要的资源。这样一来,平均的应用大小就会减少 20%,而未经优化的应用改换格式后应用大小将会得到更显著的缩减。

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缩减应用大小的示例(资料来源于Google I/O 2018)

App Bundles 是 18 个月前刚刚诞生的,但已经有超过 25%的应用安装时使用了这种格式!这是谷歌推荐使用的格式 [11],并且大多数应用几乎无需改动就能使用这种格式,只需在 Play 商店上处理一下 App Bundle 的签名即可。

在 Candyspace,我们正在迁移到 App Bundles 上,同时尽量避免破坏我们现有的工作流程(Slack、QAing 构建、非 Google Play 安装)。Alistair Sykes 的文章是一份很棒的迁移参考资料 [12],文章考虑到了 CI 服务器、Slack 和 Google Play 内部应用共享等事项。

最后

其实Android开发的知识点就那么多,面试问来问去还是那么点东西。所以面试没有其他的诀窍,只看你对这些知识点准备的充分程度。so,出去面试时先看看自己复习到了哪个阶段就好。

下图是我进阶学习所积累的历年腾讯、头条、阿里、美团、字节跳动等公司2019-2021年的高频面试题,博主还把这些技术点整理成了视频和PDF(实际上比预期多花了不少精力),包含知识脉络 + 诸多细节

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