Android App 效能改善:48個掌握App運行流暢的技巧(iThome鐵人賽系列書)【軟精裝】

Android App 效能改善:48個掌握App運行流暢的技巧(iThome鐵人賽系列書)【軟精裝】 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

陳瑞忠(Evan)
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具体描述

提升APP品質與效能,打造良好使用者體驗
 
  本書內容改編自第 14 屆 iThome 鐵人賽 Mobile Development 組佳作系列文章《Android app 效能優化》。本書用48個具體且實用的方法來提升 Android app 的效能。由於效能是影響 App 品質的一個重要因素,一款 App 的效能表現直接影響到使用者體驗。不論你是 Android 新手還是資深開發者,這本書都會帶領你掌握 App 效能改善的技巧,使你的 App 更流暢、反應更迅速,從而獲得更多使用者的認可與好評。
 
  本書將深入地探討了如何從不同角度和層面來提升 App 的效能。從基礎效能概念開始,涵蓋了 Layout 的編排、記憶體使用、背景任務管理、效能監控及撰寫效能測試等範疇。透過範例詳細解析效能問題發生的原因,並提供具體的解決策略。書中不僅教你如何觀察相關指標,更重要的是引領讀者學會如何避免常見的效能陷阱。
 
  【目標讀者】
  →希望提升App品質的開發新手
  →覺得App反應緩慢,需要解決效能問題的開發者
  →想要進一步提升App效能的開發者
深入理解与实践:现代软件架构设计与高效编程指南 本书并非探讨特定移动操作系统平台上的性能优化细节,而是聚焦于软件系统整体架构的构建、设计原则的遵循以及跨领域的高效编程实践。 本手册旨在为致力于构建健壮、可维护、高吞吐量系统的软件工程师提供一套系统的思维框架与实战方法论。我们将穿越架构的迷雾,探寻领域驱动设计(DDD)的精髓,并深入研究现代并发模型与数据流处理的底层逻辑。 --- 第一部分:软件架构的基石与演进 本部分将系统性地梳理和解析当前业界主流的软件架构范式,并探讨如何根据业务复杂度、团队规模和技术栈选型来选择或设计最适合的结构。 1.1 架构的本质与决策树 软件架构并非仅仅是组件的堆砌,而是对系统关键约束(如性能、安全性、可伸缩性)做出早期且不可逆的权衡。我们首先界定“好的架构”的特征,强调适应性(Adaptability)远胜于静态的完美。 架构视角的转换: 从代码实现者到系统设计者的思维转变。关注模块间的契约(Contracts)而非内部实现。 质量属性(Quality Attributes)的量化: 如何将模糊的性能需求转化为可测试、可衡量的指标(如P95延迟、吞吐量QPS、资源利用率)。 架构模式的选型矩阵: 详细对比单体架构的适用场景、分层架构的边界划分、面向服务架构(SOA/微服务)的复杂性引入,以及事件驱动架构(EDA)在异步处理中的优势。 1.2 领域驱动设计(DDD)的深度实践 在面对复杂业务逻辑时,DDD提供了一套强大的语言和方法论来统一业务和技术团队的认知。本书将DDD的理论与实际项目落地紧密结合。 限界上下文(Bounded Contexts)的划分艺术: 介绍如何通过上下文映射(Context Mapping)来清晰界定服务边界,避免“大泥球”的产生。重点解析“防腐层(Anti-Corruption Layer, ACL)”的构建,确保核心领域模型不受外部系统设计缺陷的侵蚀。 核心域、支撑域与通用域: 如何识别和保护系统的核心价值所在,并将精力集中于此。 模型与实现: 深入探讨聚合(Aggregates)、实体(Entities)和值对象(Value Objects)的设计准则,强调聚合根(Aggregate Roots)必须保证事务一致性边界的严谨性。 1.3 现代部署范式:云原生与不可变基础设施 探讨如何利用容器化技术和自动化运维来提升系统的交付速度和弹性。 容器化与编排基础: 不仅限于Docker的使用,更关注如何设计容器化的应用镜像(构建高效的最小化基础层),以及Kubernetes在服务发现、配置管理和滚动更新中的核心作用。 基础设施即代码(IaC): 强调使用Terraform或Pulumi等工具管理基础设施的声明式配置,确保环境的一致性和可复现性。 服务网格(Service Mesh)的考量: 在微服务场景下,解析Istio或Linkerd如何接管流量管理、安全策略和可观测性,从而解放应用代码的职责。 --- 第二部分:高效能编程与并发模型解析 本部分将技术视角从宏观架构转向微观的代码实现层面,聚焦于如何编写出既能充分利用现代硬件资源,又易于推理和调试的高性能代码。 2.1 并发编程的陷阱与高级同步原语 理解现代CPU的内存模型是编写高效并发代码的前提。我们摒弃对简单锁的过度依赖,转而探索更细粒度的同步机制。 内存屏障(Memory Barriers)与缓存一致性: 解释MESI协议如何影响多线程操作的可见性,以及编译器优化可能带来的“幽灵读取”问题。 无锁(Lock-Free)与等待无关(Wait-Free)算法: 介绍基于CAS(Compare-and-Swap)操作的原子操作,如何在不阻塞线程的情况下实现数据结构的并发访问。重点分析并发栈和并发队列的经典实现。 异步编程的范式转换: 对比Futures/Promises、Coroutines(协程)与Reactive Streams(响应式流)的不同适用场景。分析如何通过切换上下文(Context Switching)来最小化线程阻塞时间。 2.2 性能分析与系统级调优 没有度量,就没有优化。本章聚焦于如何准确地定位性能瓶颈,而不是依赖猜测。 火焰图(Flame Graphs)的解读艺术: 如何利用采样Profiler(如Linux `perf`或特定语言的工具)生成可视化火焰图,快速识别CPU热点和系统调用开销。 I/O的性能黑洞: 深入探讨阻塞I/O与非阻塞I/O的性能差异。分析零拷贝(Zero-Copy)技术在网络和文件传输中的应用,以减少内核与用户空间之间的数据拷贝次数。 垃圾回收(GC)策略的精细调优: 不仅仅是选择GC算法,更重要的是理解堆内存的布局、晋升策略和并发回收机制,从而将STW(Stop-The-World)时间控制在可接受范围内。 2.3 数据持久化的高效策略 数据库和存储系统往往是整个应用性能的瓶颈。本章关注如何优化数据访问路径。 事务隔离级别与锁的粒度: 理解不同隔离级别(如Read Committed, Repeatable Read)对并发写入的影响,并学习如何使用行级锁、间隙锁来最小化锁竞争。 缓存策略的层次化设计: 区分本地缓存(如L1 L2缓存)、分布式缓存(如Redis/Memcached)的应用场景。重点阐述缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩的防御机制。 NoSQL选型与数据建模: 针对不同的数据访问模式(如键值、文档、图、宽列),如何反向工程出最优的数据模型,以适应数据库的底层存储特性,避免昂贵的跨分区查询。 --- 第三部分:保障系统韧性与可观测性 一个高效的系统必须是可靠的。本部分关注如何在系统设计中融入容错能力,以及构建完善的监控体系。 3.1 容错设计与故障注入 设计系统时必须假设故障一定会发生。本书介绍主动制造故障以验证系统恢复能力的“混沌工程”理念。 断路器(Circuit Breaker)模式的实现: 解释如何通过状态机管理依赖服务的健康状况,避免雪崩效应。 超时与重试策略: 探讨指数退避(Exponential Backoff)算法在重试机制中的应用,以及如何结合Jitter(抖动)来平滑突发流量。 幂等性(Idempotency)的保证: 在涉及状态变更的操作中,如何设计具有唯一标识符的请求,确保重复执行不会造成副作用。 3.2 构建端到端的全景可观测性 现代分布式系统需要三位一体的可观测性支柱:指标(Metrics)、日志(Logs)和追踪(Traces)。 分布式追踪系统(Tracing): 介绍OpenTracing/OpenTelemetry规范,并展示如何通过上下文传播(Context Propagation)来跟踪一个请求在多个服务间的完整路径和延迟分布。 结构化日志与上下文关联: 强调日志必须是结构化的(如JSON格式),并包含必要的关联ID(Trace ID, Session ID),以便于后续的聚合查询和故障复现。 健康检查与告警策略: 设计多维度的健康探针(Liveness/Readiness Probes),并根据SLO(服务等级目标)定义合理的告警阈值,避免“告警疲劳”。 通过对这些核心议题的深入探讨,本书提供了一套全面的工具箱,帮助工程师们从宏观架构决策到微观代码实现,全面提升软件系统的运行效率、稳定性和可维护性。

著者信息

作者簡介
 
陳瑞忠(Evan)
 
  一位Android開發者,同時擁有多年的Web開發經驗,熱衷於研究Android相關的知識與技術,經常在Medium上分享技術文章,偶爾也擔任講者與大家交流心得。近期也在線上教學平台上開了8堂Android課程,希望能夠幫助更多的人加入APP開發的領域。
 
  iThome 鐵人賽獲獎
  2022 Mobile Development 組佳作:
  Android app 效能優化
 
  2020 Mobile Development 組佳作:
  Android TDD 測試驅動開發
  
  2019 Software Development 組佳作:
  Android animation 30天上手
 
  Medium:medium.com/@evanchen76

图书目录

CHAPTER 01 效能基本概念
1.1 選擇合適的資料結構
1.2 延遲初始化與延遲載入
1.3 使用快取 Cache
1.4 使用單例模式 Singleton Pattern
1.5 使用物件池 Object Pool
1.6 Kotlin Collection 的效能考量
1.7 避免頻繁建立物件

CHAPTER 02 避免 ANR(Application Not Responding)
2.1 在背景執行緒處理耗時工作
2.2 使用執行緒池 Thread Pool
2.3 使用 StrictMode 找出在主執行緒的異常請求

CHAPTER 03 Android 基本效能概念
3.1 了解 Activity 生命週期及改善效能
3.2 了解 Fragment 生命週期及改善效能
3.3 使用 RecyclerView 與 Diff
3.4 縮短 App 的啟動時間
3.5 精簡 App 的大小
3.6 提升圖片資源的效能改善

CHAPTER 04 背景任務管理與省電策略
4.1 Android 的省電策略:Doze、Hibernation 和 Standby Buckets
4.2 使用 WorkManager 執行背景任務
4.3 使用 AlarmManager 在特定時間執行背景任務
4.4 使用 Foreground service 前景服務
4.5 背景任務小結

CHAPTER 05 Layout 效能改善
5.1 使用 ConstraintLayout 減少 View 的階層
5.2 使用 Include 重用 Layout
5.3 使用 Merge 減少 Layout 階層
5.4 使用 ViewStub 延遲 View 的載入
5.5 檢測版面配置 - 使用 Layout Inspector
5.6 減少畫面的重複繪製
5.7 檢測畫面的重複繪製
5.8 檢測 GPU Rendering

CHAPTER 06 記憶體效能改善
6.1 避免 Memory leak 記憶體洩漏
6.2 正確使用 Application context 與 Activity context
6.3 使用 WeakReference 弱引用
6.4 使用 LeakCanary 檢測記憶體洩漏
6.5 使用 Profiler 找出記憶體的異常使用

CHAPTER 07 網路請求的效能改善
7.1 使用成熟的 Open Source 函式庫
7.2 透過快取及資料載入策略來減少網路請求
7.3 使用 Network Inspector 監看網路使用狀況

CHAPTER 08 UI 狀態管理與效能
8.1 使用 onSaveInstanceState 保存資料
8.2 使用 ViewModel 保存資料

CHAPTER 09 儲存資料以改善資源請求
9.1 DataStore 與 SharedPreferences 的效能改善
9.2 使用 Room 資料庫的效能改善
9.3 資料儲存小結

CHAPTER 10 效能監控管理工具
10.1 使用 Lint 找出潛在的效能問題
10.2 使用 Google Play Vitals 監控 App 的效能
10.3 Firebase Performance Monitoring

CHAPTER 11 撰寫效能測試
11.1 撰寫 Microbenchmark 效能測試
11.2 撰寫 Macrobenchmark 效能測試

CHAPTER 12 從 UX 改善主觀效能感受
12.1 提升 App 主觀效能感受的 UX 設計策略
12.2 使用 Splash Screen 改善 App 的啟動體驗
12.3 改善 Activity 頁面切換動畫與預載資訊

CHAPTER 13 總結

图书序言

  • ISBN:9786263335981
  • 規格:軟精裝 / 288頁 / 17 x 23 x 2.2 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

用户评价

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我最近在为一个老旧的App进行现代化改造,其中最大的痛点就是它在低端机上的表现差强人意,动辄卡死或者ANR(Application Not Responding)。市面上的优化书籍往往默认你的App是基于最新架构的,但对于如何“拯救”一个历史包袱沉重的项目,它们就显得力不从心了。我购买这本书的一个核心诉求是,它能否提供一套系统的“性能体检”流程,并且针对不同历史版本遗留的性能问题,给出可操作的修复方案。我希望看到它能讲解如何精确测量每一毫秒的开销,而不是模糊地说“优化IO”或“减少内存分配”。特别是关于内存碎片整理、垃圾回收(GC)调优这类比较底层的知识,如果能用通俗易懂的方式讲清楚其工作原理,并提供对应的JVM/Dalvik参数微调建议,那这本书的实用价值就飙升了。总而言之,我需要的是一本既有宏观指导,又有微观代码层面的“急救手册”。

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从“iThome铁人赛系列书”这个标签来看,我预感这本书的内容会非常“接地气”,带着一种竞赛场上的紧迫感和实战的锐气。铁人赛的氛围要求内容必须是经过时间检验、快速出成果的干货。这不同于学术论文或框架官方手册的严谨但可能脱离一线的风格。我更倾向于它能提供大量可以直接复制粘贴到项目配置中的Gradle优化参数,或者能帮助我快速定位到那些隐藏在底层API调用中的性能黑洞。比如,如何在混淆和代码瘦身的同时,不破坏运行时依赖,或者如何针对不同架构的CPU(ARMv7, ARM64)进行编译优化。如果它能深入到NDK/JNI层面的一些通用优化思路,那就更棒了,因为很多底层卡顿往往源于此。希望这本书能像一本武功秘籍,每一招都直指要害,能让我的代码在性能测试工具面前不再“丢人现眼”。

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这本书刚到手,还没来得及细看,但光是看书名和封面设计,就感觉这绝对是为我们这些天天和Android应用性能优化打交道的开发者量身定做的宝典。说实话,现在市面上的优化指南太多了,很多都停留在理论层面或者讲一些基础的内存管理,听起来很专业,但真要在实际项目中落地,总感觉抓不住重点,或者说,它们讲的技巧有些“老旧”了,跟不上新版Android系统和新框架的迭代速度。我特别期待这本书能深入到一些实战的细节里,比如如何利用最新的Profile工具进行火焰图分析,或者在Jetpack Compose环境下如何精细化控制重组,避免不必要的渲染开销。我希望它不仅仅是罗列“要做什么”,更重要的是“为什么要这么做,以及具体代码怎么写才能达到效果”。特别是那个“48个技巧”的数字,听起来就很有针对性,不像那种泛泛而谈的大部头,更像是经过精心提炼的实战手册,能迅速提升战斗力。我已经迫不及待想翻开它,看看它是否能帮我解决掉那个困扰我好几个月的启动时间优化难题。

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说实话,我对技术书籍的购买决策非常谨慎,尤其是这种主题明确的优化系列。很多时候,一本号称“优化”的书,其实只是把官方文档里关于`StrictMode`和内存泄漏排查的部分重新包装了一下。我更看重的是作者的实战经验和对Google官方路线图的深刻理解。如果作者能分享一些“踩坑”的血泪史,比如某个看似无害的系统调用是如何在特定机型上引发严重卡顿的,那会比任何教科书式的讲解都来得有价值。我特别关注“运行流畅”这个目标,它不仅仅是帧率稳定,更包含了用户感知到的响应速度和资源的合理占用。这本书如果能系统地梳理出从启动、主流程渲染、后台任务到资源释放的全生命周期优化策略,而不是零散的技巧堆砌,那么它就成功了一半。我期待看到那种能让我“茅塞顿开”,一改过去优化思路的章节。

评分

拿到这本厚实的精装书,首先被它的装帧质量震撼到了。现在的技术书籍,很多都追求轻薄快餐,内容更新迭代快,但手感和阅读体验却大打折扣。这本书的纸张厚实,印刷清晰,拿在手里很有分量感,这对于需要经常翻阅查阅的工具书来说简直是福音,至少能保证我在深夜赶Bug的时候,眼睛不会太累。我比较关注的是它对现代Android架构的支持程度。市面上很多优化心得都是基于老旧的MVP甚至MVC时代,对于现在主流的MVVM+Kotlin+Coroutines的异步模型,以及更前沿的Declarative UI(Compose)中的性能陷阱,它是否能给出独到的见解?我希望它能涵盖线程调度、I/O优化、Bitmap处理的底层机制,而不是只停留在高层的API调用层面。如果它能结合最新的Android Vitals报告中的关键指标,并给出对应的解决方案,那这本书的价值就无可替代了。这种“硬核”的专业书籍,才是真正能沉淀下来,长期作为案头参考的。

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