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

Android App 效能改善:48個掌握App運行流暢的技巧(iThome鐵人賽係列書)【軟精裝】 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

陳瑞忠(Evan)
圖書標籤:
  • Android
  • 效能
  • App開發
  • 優化
  • 流暢
  • 性能優化
  • 移動開發
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具體描述

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 組佳作係列文章《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 的效能錶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。
 
  本書將深入地探討瞭如何從不同角度和層麵來提升 App 的效能。從基礎效能概念開始,涵蓋瞭 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
深入理解與實踐:現代軟件架構設計與高效編程指南 本書並非探討特定移動操作係統平颱上的性能優化細節,而是聚焦於軟件係統整體架構的構建、設計原則的遵循以及跨領域的高效編程實踐。 本手冊旨在為緻力於構建健壯、可維護、高吞吐量係統的軟件工程師提供一套係統的思維框架與實戰方法論。我們將穿越架構的迷霧,探尋領域驅動設計(DDD)的精髓,並深入研究現代並發模型與數據流處理的底層邏輯。 --- 第一部分:軟件架構的基石與演進 本部分將係統性地梳理和解析當前業界主流的軟件架構範式,並探討如何根據業務復雜度、團隊規模和技術棧選型來選擇或設計最適閤的結構。 1.1 架構的本質與決策樹 軟件架構並非僅僅是組件的堆砌,而是對係統關鍵約束(如性能、安全性、可伸縮性)做齣早期且不可逆的權衡。我們首先界定“好的架構”的特徵,強調適應性(Adaptability)遠勝於靜態的完美。 架構視角的轉換: 從代碼實現者到係統設計者的思維轉變。關注模塊間的契約(Contracts)而非內部實現。 質量屬性(Quality Attributes)的量化: 如何將模糊的性能需求轉化為可測試、可衡量的指標(如P95延遲、吞吐量QPS、資源利用率)。 架構模式的選型矩陣: 詳細對比單體架構的適用場景、分層架構的邊界劃分、麵嚮服務架構(SOA/微服務)的復雜性引入,以及事件驅動架構(EDA)在異步處理中的優勢。 1.2 領域驅動設計(DDD)的深度實踐 在麵對復雜業務邏輯時,DDD提供瞭一套強大的語言和方法論來統一業務和技術團隊的認知。本書將DDD的理論與實際項目落地緊密結閤。 限界上下文(Bounded Contexts)的劃分藝術: 介紹如何通過上下文映射(Context Mapping)來清晰界定服務邊界,避免“大泥球”的産生。重點解析“防腐層(Anti-Corruption Layer, ACL)”的構建,確保核心領域模型不受外部係統設計缺陷的侵蝕。 核心域、支撐域與通用域: 如何識彆和保護係統的核心價值所在,並將精力集中於此。 模型與實現: 深入探討聚閤(Aggregates)、實體(Entities)和值對象(Value Objects)的設計準則,強調聚閤根(Aggregate Roots)必須保證事務一緻性邊界的嚴謹性。 1.3 現代部署範式:雲原生與不可變基礎設施 探討如何利用容器化技術和自動化運維來提升係統的交付速度和彈性。 容器化與編排基礎: 不僅限於Docker的使用,更關注如何設計容器化的應用鏡像(構建高效的最小化基礎層),以及Kubernetes在服務發現、配置管理和滾動更新中的核心作用。 基礎設施即代碼(IaC): 強調使用Terraform或Pulumi等工具管理基礎設施的聲明式配置,確保環境的一緻性和可復現性。 服務網格(Service Mesh)的考量: 在微服務場景下,解析Istio或Linkerd如何接管流量管理、安全策略和可觀測性,從而解放應用代碼的職責。 --- 第二部分:高效能編程與並發模型解析 本部分將技術視角從宏觀架構轉嚮微觀的代碼實現層麵,聚焦於如何編寫齣既能充分利用現代硬件資源,又易於推理和調試的高性能代碼。 2.1 並發編程的陷阱與高級同步原語 理解現代CPU的內存模型是編寫高效並發代碼的前提。我們摒棄對簡單鎖的過度依賴,轉而探索更細粒度的同步機製。 內存屏障(Memory Barriers)與緩存一緻性: 解釋MESI協議如何影響多綫程操作的可見性,以及編譯器優化可能帶來的“幽靈讀取”問題。 無鎖(Lock-Free)與等待無關(Wait-Free)算法: 介紹基於CAS(Compare-and-Swap)操作的原子操作,如何在不阻塞綫程的情況下實現數據結構的並發訪問。重點分析並發棧和並發隊列的經典實現。 異步編程的範式轉換: 對比Futures/Promises、Coroutines(協程)與Reactive Streams(響應式流)的不同適用場景。分析如何通過切換上下文(Context Switching)來最小化綫程阻塞時間。 2.2 性能分析與係統級調優 沒有度量,就沒有優化。本章聚焦於如何準確地定位性能瓶頸,而不是依賴猜測。 火焰圖(Flame Graphs)的解讀藝術: 如何利用采樣Profiler(如Linux `perf`或特定語言的工具)生成可視化火焰圖,快速識彆CPU熱點和係統調用開銷。 I/O的性能黑洞: 深入探討阻塞I/O與非阻塞I/O的性能差異。分析零拷貝(Zero-Copy)技術在網絡和文件傳輸中的應用,以減少內核與用戶空間之間的數據拷貝次數。 垃圾迴收(GC)策略的精細調優: 不僅僅是選擇GC算法,更重要的是理解堆內存的布局、晉升策略和並發迴收機製,從而將STW(Stop-The-World)時間控製在可接受範圍內。 2.3 數據持久化的高效策略 數據庫和存儲係統往往是整個應用性能的瓶頸。本章關注如何優化數據訪問路徑。 事務隔離級彆與鎖的粒度: 理解不同隔離級彆(如Read Committed, Repeatable Read)對並發寫入的影響,並學習如何使用行級鎖、間隙鎖來最小化鎖競爭。 緩存策略的層次化設計: 區分本地緩存(如L1 L2緩存)、分布式緩存(如Redis/Memcached)的應用場景。重點闡述緩存穿透、緩存擊穿和緩存雪崩的防禦機製。 NoSQL選型與數據建模: 針對不同的數據訪問模式(如鍵值、文檔、圖、寬列),如何反嚮工程齣最優的數據模型,以適應數據庫的底層存儲特性,避免昂貴的跨分區查詢。 --- 第三部分:保障係統韌性與可觀測性 一個高效的係統必須是可靠的。本部分關注如何在係統設計中融入容錯能力,以及構建完善的監控體係。 3.1 容錯設計與故障注入 設計係統時必須假設故障一定會發生。本書介紹主動製造故障以驗證係統恢復能力的“混沌工程”理念。 斷路器(Circuit Breaker)模式的實現: 解釋如何通過狀態機管理依賴服務的健康狀況,避免雪崩效應。 超時與重試策略: 探討指數退避(Exponential Backoff)算法在重試機製中的應用,以及如何結閤Jitter(抖動)來平滑突發流量。 冪等性(Idempotency)的保證: 在涉及狀態變更的操作中,如何設計具有唯一標識符的請求,確保重復執行不會造成副作用。 3.2 構建端到端的全景可觀測性 現代分布式係統需要三位一體的可觀測性支柱:指標(Metrics)、日誌(Logs)和追蹤(Traces)。 分布式追蹤係統(Tracing): 介紹OpenTracing/OpenTelemetry規範,並展示如何通過上下文傳播(Context Propagation)來跟蹤一個請求在多個服務間的完整路徑和延遲分布。 結構化日誌與上下文關聯: 強調日誌必須是結構化的(如JSON格式),並包含必要的關聯ID(Trace ID, Session ID),以便於後續的聚閤查詢和故障復現。 健康檢查與告警策略: 設計多維度的健康探針(Liveness/Readiness Probes),並根據SLO(服務等級目標)定義閤理的告警閾值,避免“告警疲勞”。 通過對這些核心議題的深入探討,本書提供瞭一套全麵的工具箱,幫助工程師們從宏觀架構決策到微觀代碼實現,全麵提升軟件係統的運行效率、穩定性和可維護性。

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傢交流心得。近期也在線上教學平颱上開瞭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

圖書目錄

CHAPTER 01 效能基本概念
1.1 選擇閤適的資料結構
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 找齣在主執行緒的異常請求

CHAPTER 03 Android 基本效能概念
3.1 瞭解 Activity 生命週期及改善效能
3.2 瞭解 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 檢測版麵配置 - 使用 Layout Inspector
5.6 減少畫麵的重複繪製
5.7 檢測畫麵的重複繪製
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 找齣記憶體的異常使用

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 找齣潛在的效能問題
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 頁麵切換動畫與預載資訊

CHAPTER 13 總結

圖書序言

  • 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
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

用戶評價

评分

說實話,我對技術書籍的購買決策非常謹慎,尤其是這種主題明確的優化係列。很多時候,一本號稱“優化”的書,其實隻是把官方文檔裏關於`StrictMode`和內存泄漏排查的部分重新包裝瞭一下。我更看重的是作者的實戰經驗和對Google官方路綫圖的深刻理解。如果作者能分享一些“踩坑”的血淚史,比如某個看似無害的係統調用是如何在特定機型上引發嚴重卡頓的,那會比任何教科書式的講解都來得有價值。我特彆關注“運行流暢”這個目標,它不僅僅是幀率穩定,更包含瞭用戶感知到的響應速度和資源的閤理占用。這本書如果能係統地梳理齣從啓動、主流程渲染、後颱任務到資源釋放的全生命周期優化策略,而不是零散的技巧堆砌,那麼它就成功瞭一半。我期待看到那種能讓我“茅塞頓開”,一改過去優化思路的章節。

评分

我最近在為一個老舊的App進行現代化改造,其中最大的痛點就是它在低端機上的錶現差強人意,動輒卡死或者ANR(Application Not Responding)。市麵上的優化書籍往往默認你的App是基於最新架構的,但對於如何“拯救”一個曆史包袱沉重的項目,它們就顯得力不從心瞭。我購買這本書的一個核心訴求是,它能否提供一套係統的“性能體檢”流程,並且針對不同曆史版本遺留的性能問題,給齣可操作的修復方案。我希望看到它能講解如何精確測量每一毫秒的開銷,而不是模糊地說“優化IO”或“減少內存分配”。特彆是關於內存碎片整理、垃圾迴收(GC)調優這類比較底層的知識,如果能用通俗易懂的方式講清楚其工作原理,並提供對應的JVM/Dalvik參數微調建議,那這本書的實用價值就飆升瞭。總而言之,我需要的是一本既有宏觀指導,又有微觀代碼層麵的“急救手冊”。

评分

從“iThome鐵人賽係列書”這個標簽來看,我預感這本書的內容會非常“接地氣”,帶著一種競賽場上的緊迫感和實戰的銳氣。鐵人賽的氛圍要求內容必須是經過時間檢驗、快速齣成果的乾貨。這不同於學術論文或框架官方手冊的嚴謹但可能脫離一綫的風格。我更傾嚮於它能提供大量可以直接復製粘貼到項目配置中的Gradle優化參數,或者能幫助我快速定位到那些隱藏在底層API調用中的性能黑洞。比如,如何在混淆和代碼瘦身的同時,不破壞運行時依賴,或者如何針對不同架構的CPU(ARMv7, ARM64)進行編譯優化。如果它能深入到NDK/JNI層麵的一些通用優化思路,那就更棒瞭,因為很多底層卡頓往往源於此。希望這本書能像一本武功秘籍,每一招都直指要害,能讓我的代碼在性能測試工具麵前不再“丟人現眼”。

评分

這本書剛到手,還沒來得及細看,但光是看書名和封麵設計,就感覺這絕對是為我們這些天天和Android應用性能優化打交道的開發者量身定做的寶典。說實話,現在市麵上的優化指南太多瞭,很多都停留在理論層麵或者講一些基礎的內存管理,聽起來很專業,但真要在實際項目中落地,總感覺抓不住重點,或者說,它們講的技巧有些“老舊”瞭,跟不上新版Android係統和新框架的迭代速度。我特彆期待這本書能深入到一些實戰的細節裏,比如如何利用最新的Profile工具進行火焰圖分析,或者在Jetpack Compose環境下如何精細化控製重組,避免不必要的渲染開銷。我希望它不僅僅是羅列“要做什麼”,更重要的是“為什麼要這麼做,以及具體代碼怎麼寫纔能達到效果”。特彆是那個“48個技巧”的數字,聽起來就很有針對性,不像那種泛泛而談的大部頭,更像是經過精心提煉的實戰手冊,能迅速提升戰鬥力。我已經迫不及待想翻開它,看看它是否能幫我解決掉那個睏擾我好幾個月的啓動時間優化難題。

评分

拿到這本厚實的精裝書,首先被它的裝幀質量震撼到瞭。現在的技術書籍,很多都追求輕薄快餐,內容更新迭代快,但手感和閱讀體驗卻大打摺扣。這本書的紙張厚實,印刷清晰,拿在手裏很有分量感,這對於需要經常翻閱查閱的工具書來說簡直是福音,至少能保證我在深夜趕Bug的時候,眼睛不會太纍。我比較關注的是它對現代Android架構的支持程度。市麵上很多優化心得都是基於老舊的MVP甚至MVC時代,對於現在主流的MVVM+Kotlin+Coroutines的異步模型,以及更前沿的Declarative UI(Compose)中的性能陷阱,它是否能給齣獨到的見解?我希望它能涵蓋綫程調度、I/O優化、Bitmap處理的底層機製,而不是隻停留在高層的API調用層麵。如果它能結閤最新的Android Vitals報告中的關鍵指標,並給齣對應的解決方案,那這本書的價值就無可替代瞭。這種“硬核”的專業書籍,纔是真正能沉澱下來,長期作為案頭參考的。

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