Android網(wǎng)絡(luò)負載請求優(yōu)化方案設(shè)計

譚東　楊德剛

【摘要】 目前Android平臺的應(yīng)用越來越多，基于Android平臺的開發(fā)者也越來越多。對于手機平臺來說，如何在這么小的平臺上流暢的運行一個程序變得越來越重要。其中網(wǎng)絡(luò)負載請求這塊是APP性能優(yōu)化的一個重要的部分。高性能的APP一般網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)請求效率也都非常的高，體驗自然會得到提升。本文從Android平臺移動APP的網(wǎng)絡(luò)負載請求優(yōu)化入手，分析和設(shè)計一個基于APP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)請求模塊的架構(gòu)和優(yōu)化設(shè)計方案。

【關(guān)鍵詞】 Android 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

一、Android系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

1.1 Android架構(gòu)分析

Android是基于Linux的一套完善的開源移動終端平臺操作系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)和其操作系統(tǒng)一樣，采用了分層的架構(gòu)。從架構(gòu)圖看，android分為四個層，從高層到低層分別是應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運行庫層和linux核心層。

1.2 Android網(wǎng)絡(luò)模塊分析

Android網(wǎng)絡(luò)模塊一般分為兩種：基于Http協(xié)議的，基于Socket的。一般Socket是涉及到通訊聊天方面的APP采用的協(xié)議。這里我們只分析基于Http協(xié)議的部分。ANDROID系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接和管理服務(wù)由四個系統(tǒng)服務(wù)ConnectivityService、NetworkPolicyManagerService、NetworkManagementService、NetworkStatsService共同配合完成網(wǎng)絡(luò)連接和管理功能。幾個網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)搭配電源管理服務(wù)，會針對各個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如2G，3G，4G，Wifi和無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)處理和電量相關(guān)優(yōu)化處理。

目前Android4.0后的系統(tǒng)是不允許任何網(wǎng)絡(luò)耗時請求在UI線程中操作請求，想請求網(wǎng)絡(luò)操作必須單獨去開啟一個線程或者異步任務(wù)去處理相關(guān)網(wǎng)絡(luò)操作，這樣不會阻塞UI線程，當(dāng)操作完成后通知UI線程更新界面和相應(yīng)的邏輯。

二、Android網(wǎng)絡(luò)負載請求優(yōu)化方案

2.1 Android 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析

一般造成APP卡頓不流暢，數(shù)據(jù)請求緩慢的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)原因有：多網(wǎng)絡(luò)請求同時異步并發(fā)；網(wǎng)絡(luò)請求的生命周期沒有和Activity和生命周期的聯(lián)動，Activity關(guān)閉后也可能某個網(wǎng)絡(luò)請求還在后臺進行；網(wǎng)絡(luò)請求的優(yōu)先級處理不合理；重復(fù)網(wǎng)絡(luò)請求；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口設(shè)計不合理；沒有設(shè)置網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)緩存；網(wǎng)絡(luò)請求的圖片沒有做緩存處理；創(chuàng)建過多的不必要對象，造成頻繁GC等。

2.2 APP架構(gòu)設(shè)計

采用MVC設(shè)計模式，邏輯業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)和視圖層分離。這樣在后期改進和個性化定制時不需要重新編寫業(yè)務(wù)邏輯。網(wǎng)絡(luò)請求框架采用谷歌自己的框架Volley。Volley是Ficus Kirpatrick在Gooogle I/O 2013發(fā)布的一個處理和緩存網(wǎng)絡(luò)請求的庫，能使網(wǎng)絡(luò)通信更快，更簡單，更健壯。Volley提供JSON，圖像等的異步下載；網(wǎng)絡(luò)請求的排序（scheduling）；網(wǎng)絡(luò)請求的優(yōu)先級處理；緩存，多級別取消請求，和Activity和生命周期的聯(lián)動（Activity結(jié)束時同時取消所有網(wǎng)絡(luò)請求）。

2.3 Android優(yōu)化方案設(shè)計

在APP的程序中Application里創(chuàng)建一個全局網(wǎng)絡(luò)負載請求線程池，用于管理整個APP的網(wǎng)絡(luò)請求，并進行優(yōu)先級排序處理。單例模式，保證APP全局只有一個網(wǎng)絡(luò)請求實例，避免創(chuàng)建過多對象，無法管理，耗費系統(tǒng)資源。網(wǎng)絡(luò)線程池開辟一塊內(nèi)存空間，里面存放了眾多（未死亡）的線程，池中線程執(zhí)行調(diào)度由池管理器來處理。當(dāng)有線程任務(wù)時，從池中取一個，執(zhí)行完成后線程對象歸池，這樣可以避免反復(fù)創(chuàng)建線程對象所帶來的性能開銷，節(jié)省了系統(tǒng)的資源。

優(yōu)先級請求排序策略。設(shè)置線程池的核心線程數(shù)和最大線程數(shù)。所有 BlockingQueue 都可用于傳輸和保持提交的任務(wù)。可以使用此隊列與池大小進行交互：如果運行的線程少于 corePoolSize，則 Executor 始終首選添加新的線程，而不進行排隊；如果運行的線程等于或多于 corePoolSize，則 Executor 始終首選將請求加入隊列，而不添加新的線程；如果無法將請求加入隊列，則創(chuàng)建新的線程，除非創(chuàng)建此線程超出 maximumPoolSize，在這種情況下，任務(wù)將被拒絕。

網(wǎng)絡(luò)請求及時回收，與Activity同生命周期控制。在APP的全局Application里暴露一個添加和關(guān)閉回收網(wǎng)絡(luò)請求的List，用來及時的維護和銷毀網(wǎng)絡(luò)負載請求。這樣如果一個Activity停止的時候，同時取消所有或部分未完成的網(wǎng)絡(luò)請求。這樣就做到了多級別取消請求和Activity和生命周期的聯(lián)動。

合理的數(shù)據(jù)庫接口對接設(shè)計。在不影響數(shù)據(jù)庫請求效率和負載的前提下，用盡可能的少的接口去為APP提供數(shù)據(jù)。例如一個APP的界面Activity，盡量用最少的請求獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。這樣少量的網(wǎng)絡(luò)請求會提升APP穩(wěn)定性和流暢性。

設(shè)置網(wǎng)絡(luò)超時時間和網(wǎng)絡(luò)請求緩存。對于網(wǎng)絡(luò)請求如果不設(shè)置合理的超時時間，會導(dǎo)致某個請求在服務(wù)器沒有返回數(shù)據(jù)的情況下，不停地一直在后臺運行，耗費內(nèi)存，所以設(shè)置超時時間會避免這一問題的出現(xiàn)。同時可以根據(jù)需要適當(dāng)設(shè)置下網(wǎng)絡(luò)請求緩存，當(dāng)重復(fù)請求某個接口時在規(guī)定的緩存有效時間內(nèi)，讀取網(wǎng)絡(luò)緩存，可以減少耗費流量和優(yōu)化速度。

設(shè)立數(shù)據(jù)庫緩存機制。可以使用內(nèi)置SQlite進行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)返回的數(shù)據(jù)進行緩存。優(yōu)先存儲一些固定的信息到數(shù)據(jù)庫，例如用戶的永遠不會變得信息，如id，性別，出生日期類似的?；\統(tǒng)的說，不變文件的緩存時間是永久，變化文件的緩存時間是最大忍受不變時間。采用緩存，可以進一步大大緩解數(shù)據(jù)交互的壓力，又能提供一定的離線瀏覽。當(dāng)然緩存的數(shù)據(jù)需要更新的也要及時更新緩存。

設(shè)置圖片緩存，并且針對列表ListView或GridView等進行優(yōu)化。圖片處理加載在Android開發(fā)中經(jīng)常會用到，圖片加載是一個非常耗費內(nèi)存的，過大和過多就會造成內(nèi)存溢出。簡單的緩存邏輯就是緩存網(wǎng)絡(luò)圖片到本地文件夾，下次重復(fù)加載時判斷本地緩存是否有，有的話讀取本地緩存，沒有就重新獲取，加載網(wǎng)絡(luò)圖片也是異步處理。圖片處理要考慮多線程，緩存，內(nèi)存溢出等很多方面。對于一些縮略圖和原圖顯示要處理得當(dāng)，縮略圖顯示的地方要講圖片壓縮處理合適尺寸。像ListView和GridView這種列表在滾動和停止時要對圖片加載進行處理，滾動時停止圖片加載工作，停止?jié)L動列表后再進行加載圖片數(shù)據(jù)。這樣可以避免滑動中列表卡頓和內(nèi)存溢出情況。

三、總結(jié)

對于APP性能方面的優(yōu)化有很多方面，其中網(wǎng)絡(luò)方面是一個重要的方向，大部分的APP的數(shù)據(jù)都是要和網(wǎng)絡(luò)打交道，所以很好的使用網(wǎng)絡(luò)請求、根據(jù)不同的情況和需求進行變更算法和優(yōu)化策略尤為重要。良好的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)策略會讓APP變得更加的快速，體驗更加的優(yōu)秀。