性能测试一般从两个方面进行衡量:响应时间+系统吞吐量 (1). 响应时间 指从用户操作开始到系统给用户以正确反馈的时间。一般包括逻辑处理时间 + 网络传输时间 + 展现时间。对于非网络类应用不包括网络传输时间。 展现时间即网页或 App 界面渲染时间。
响应时间是用户对性能最直接的感受。
(2). TPS(Transaction Per Second) TPS为每秒处理的事务数,是系统吞吐量的指标,在搜索系统中也用QPS(Query Per Second)衡量。TPS一般与响应时间反相关。
通常所说的性能问题就是指响应时间过长、系统吞吐量过低。
对后台开发来说,也常将高并发下内存泄漏归为性能问题。 对移动开发来说,性能问题还包括电量、内存使用这两类较特殊情况
3、性能调优方式 明白了何为性能问题之后,就能明白性能优化实际就是优化系统的响应时间,提高TPS。优化响应时间,提高TPS。方式不外乎这三大类: (1) 降低执行时间 又包括几小类 a. 利用多线程并发或分布式提高 TPS b. 缓存(包括对象缓存、IO 缓存、网络缓存等) c. 数据结构和算法优化 d. 性能更优的底层接口调用,如 JNI 实现 e. 逻辑优化 f. 需求优化
(2) 同步改异步,利用多线程提高TPS
(3) 提前或延迟操作,错峰提高TPS
对于数据库优化、布局优化、Java代码部分优化、网络优化都可以归纳到上面的几种方式中。
开启 keep-alive可以节省连接建立时间,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。启用Keep-Alive模式肯定更高效,性能更高。因为避免了建立/释放连接的开销
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。
(1) 对于 POST 请求,Body 可以做 Gzip 压缩,如日志。
(2) 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。
缓存常见的图片、JS、CSS 等静态资源。
(1) 压缩
一般 API 数据使用 Gzip 压缩,下图是之前测试的 Gzip 压缩前后对比图。 android-http-compare
(2) 精简数据格式 如 JSON 代替 XML,WebP 代替其他图片格式。关注公众号 codekk,回复 20 查看关于 WebP 的介绍。
(3) 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。
(4) 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。
(5) 大文件下载
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。
关于 Http 缓存规则 Grumoon 在 Volley 源码解析最后杂谈中有详细介绍。
性能优化之数据库优化 本文为性能优化的第一篇——数据库性能优化,原理适用于大部分数据库包括Sqlite、Mysql、Oracle、Sql server,详细介绍了索引(优缺点、分类、场景、规则)和事务,最后介绍了部分单独针对Sqlite的优化。
目前性能优化专题已完成以下部分: 性能优化总纲——性能问题及性能调优方式 性能优化第四篇——移动网络优化 性能优化第三篇——Java(Android)代码优化 性能优化第二篇——布局优化 性能优化第一篇——数据库性能优化 性能优化实例
1、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。
(3). 分类 a. 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) 1 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。
b. 普通索引和唯一性索引 普通索引:
CREATE INDEX mycolumn_index ON mytable (myclumn) 1 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) 1 CREATE UNIQUE COUSTERED INDEX myclumn_cindex ON mytable(mycolumn)
c. 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) 1 CREATE INDEX name_index ON username(firstname, lastname) 其中firstname为前导列。
d. 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 1 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) 1 CREATE UNCLUSTERED INDEX mycolumn_cindex ON mytable(mycolumn) 索引默认为非聚簇索引
(4). 使用场景 在上面讲到了优缺点,那么肯定会对何时使用索引既有点明白又有点糊涂吧,那么下面总结下: 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
(5). 索引使用规则 a. 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
b. 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′ c. 比较值避免使用NULL d. 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。
e. 查询列与索引列次序一致 f. 用多表连接代替EXISTS子句 g. 把过滤记录数最多的条件放在最前面 h. 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::>_<:: )
(6)索引检验 建立了索引,对于某条sql语句是否使用到了索引可以通过执行计划查看是否用到了索引。
2、使用事务 使用事务的两大好处是原子提交和更优性能。 (1) 原子提交 原则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。
(2) 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。如果我们显示的创建事务->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: Java
public void insertWithOneTransaction() { SQLiteDatabase db = sqliteOpenHelper.getWritableDatabase(); // Begins a transaction db.beginTransaction(); try { // your sqls for (int i = 0; i < 100; i++) { db.insert(yourTableName, null, value); }
// marks the current transaction as successful
db.setTransactionSuccessful();
} catch (Exception e) {
// process it
e.printStackTrace();
} finally {
// end a transaction
db.endTransaction();
} } 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 public void insertWithOneTransaction() {
SQLiteDatabase db = sqliteOpenHelper.getWritableDatabase();
// Begins a transaction
db.beginTransaction();
try {
// your sqls
for (int i = 0; i < 100; i++) {
db.insert(yourTableName, null, value);
}
// marks the current transaction as successful
db.setTransactionSuccessful();
} catch (Exception e) {
// process it
e.printStackTrace();
} finally {
// end a transaction
db.endTransaction();
} } 其中sqliteOpenHelper.getWritableDatabase()表示得到写表权限。
3、其他针对Sqlite的优化 (1) 语句的拼接使用StringBuilder代替String 这个就不多说了,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。
(2) 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。
(3) 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。 Java
public static final String HTTP_RESPONSE_TABLE_ID = android.provider.BaseColumns._ID; public static final String HTTP_RESPONSE_TABLE_RESPONSE = “response”; public List
public static final String HTTP_RESPONSE_TABLE_ID = android.provider.BaseColumns._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
4、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(感谢@内网无法登陆账号 反馈)或类似如下代码完成: Java
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor(); singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// db operetions, u can use handler to send message after
db.insert(yourTableName, null, value);
handler.sendEmptyMessage(xx);
} }); 1 ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor(); singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// db operetions, u can use handler to send message after
db.insert(yourTableName, null, value);
handler.sendEmptyMessage(xx);
} }); 自己记录并且分享给好友:
Android性能优化典范 胡凯 http://hukai.me/android-performance-patterns/
Android性能优化之渲染篇 胡凯 http://hukai.me/android-performance-render/
Android性能优化典范Android性能优化之运算篇 胡凯 http://hukai.me/android-performance-compute/
Android性能优化之内存篇 胡凯 http://hukai.me/android-performance-memory/
Android性能优化之电量篇http://hukai.me/android-performance-battery/
Android性能优化典范 - 第2季 http://hukai.me/android-performance-patterns-season-2/
Google官方视频教程 https://www.youtube.com/playlist?list=PLWz5rJ2EKKc9CBxr3BVjPTPoDPLdPIFCE
Trinea 性能调优 http://www.trinea.cn/