序

昨晚公司进行团建，突突了两瓶汾酒结果都嗨了，亲眼见证程序员其实也是多才多艺的，有几个小伙伴简直就是被代码耽误的歌手。

PS ：今天在家使用室友的 MacBookPro（TouchBar）的电脑进行工作，讲真的的确实比我的 MacBookPro 舒服。

Android的性能优化几乎是面试必考题，答案的结构很唯一无非就是内存优化、卡顿优化、I/O优化、UI优化、启动优化、储存优化、闪退优化、网络优化、耗电优化、包体积优化等等。但是面试的时候只要把任意一个结构突突的很透彻，当前的Offer已经成了一半了；如果可以把常用的内存优化、卡顿优化、I/O 优化、启动优化突突的很透彻，Offer已经成了；要是在加上一些储存、闪退、网络、包体积的话，就可以主动地谈薪资（有一个情况可能不太行，就是公司的需求是写代码的，对技术要求无的）。

PS：会一直更新这个系列。

「内存优化」、「卡顿优化」、「 I/O优化」

「 UI 优化」、「启动优化」、「储存优化」

「闪退优化」、「网络优化」、「耗电优化」
「包体积优化」。

Android 的存储基础

1. Android 分区

对于 Android 来说，我们首先应该对 Android 分区的架构和作用有所了解。在我们熟悉的 Windows 世界中，我们一般都把系统安装在 C 盘，然后还会有几个用来存放应用程序和数据的分区。

什么是分区呢？

分区简单来说就是将设备中的存储划分为一些互不重叠的部分，每个部分都可以单独格式化，用作不同的目的。这样系统就可以灵活的针对单独分区做不同的操作，例如在系统还原（recovery）过程，我们不希望会影响到用户存储的数据。

从上面的表中你可以看到，每个分区非常独立，不同的分区可以使用的不同的文件系统。其中比较重要的有：

/system 分区：它是存放所有 Google 提供的 Android 组件的地方。这个分区只能以只读方式 mount。这样主要基于稳定性和安全性考虑，即使发生用户突然断电的情况，也依然需要保证 /system 分区的内容不会受到破坏和篡改。
/data 分区：它是所有用户数据存放的地方。主要为了实现数据隔离，即系统升级和恢复的时候会擦除整个 /system 分区，但是却不会影响 /data 的用户数据。而恢复出厂设置，只会擦除 /data 的数据。
/vendor 分区：它是存放厂商特殊系统修改的地方。特别是在 Android 8.0 以后，隆重推出了“Treble”项目。厂商 OTA 时可以只更新自己的 /vendor 分区即可，让厂商能够以更低的成本，更轻松、更快速地将设备更新到新版 Android 系统。

2. Android 存储安全

除了数据的分区隔离，存储安全也是 Android 系统非常重要的一部分，存储安全首先考虑的是权限控制。

第一，权限控制

Android 的每个应用都在自己的应用沙盒内运行，在 Android 4.3 之前的版本中，这些沙盒使用了标准 Linux 的保护机制，通过为每个应用创建独一无二的 Linux UID 来定义。简单来说，我们需要保证微信不能访问淘宝的数据，并且在没有权限的情况下也不能访问系统的一些保护文件。

第二，数据加密

除了权限的控制，用户还会担心在手机丢失或者被盗导致个人隐私数据泄露。加密或许是一个不错的选择，它可以保护丢失或被盗设备上的数据。

Android 有两种设备加密方法：全盘加密和文件加密。全盘加密是在Android 4.4 引入的，并在 Android 5.0 中默认打开。它会将 /data 分区的用户数据操作加密 / 解密，对性能会有一定的影响，但是新版本的芯片都会在硬件中提供直接支持。

我们知道，基于文件系统的加密，如果设备被解锁了，加密也就没有用了。所以 Android 7.0 增加了基于文件的加密。在这种加密模式下，将会给每个文件都分配一个必须用用户的 passcode 推导出来的密钥。特定的文件被屏幕锁屏之后，直到用户下一次解锁屏幕期间都不能访问。

我想说的是，设备加密方法对应用程序来说是透明的，它保证我们读取到的是解密后的数据。对于应用程序特别敏感的数据，我们也需要采用 RSA、AES、chacha20 等常用方式做进一步的存储加密。

常见的数据存储方法

Android 为我们提供了很多种持久化存储的方案，在具体介绍它们之前，你需要先问一下自己，什么是存储？

在我看来，存储就是把特定的数据结构转化成可以被记录和还原的格式，这个数据格式可以是二进制的，也可以是 XML、JSON、Protocol Buffer 这些格式。

对于闪存来说，一切归根到底还是二进制的，XML、JSON 它们只是提供了一套通用的二进制编解码格式规范。既然有那么多存储的方案，那我们在选择数据存储方法时，一般需要考虑哪些关键要素呢？

1. 关键要素

2. 存储选项

总的来说，我们需要结合应用场景选择合适的数据存储方法。那 Android 为应用开发者提供了哪些存储数据的方法呢？你可以参考存储选项，综合来看，有下面几种方法。

SharedPreferences
ContentProvider
文件
数据库

第一，SharedPreferences 的使用。

SharedPreferences 是 Android 中比较常用的存储方法，它可以用来存储一些比较小的键值对集合。

虽然 SharedPreferences 使用非常简便，但也是我们诟病比较多的存储方法。它的性能问题比较多，我可以轻松地说出它的“七宗罪”。

跨进程不安全。由于没有使用跨进程的锁，就算使用MODE_MULTI_PROCESS，SharedPreferences 在跨进程频繁读写有可能导致数据全部丢失。根据线上统计，SP 大约会有万分之一的损坏率。
加载缓慢。SharedPreferences 文件的加载使用了异步线程，而且加载线程并没有设置线程优先级，如果这个时候主线程读取数据就需要等待文件加载线程的结束。这就导致出现主线程等待低优先级线程锁的问题，比如一个 100KB 的 SP 文件读取等待时间大约需要 50~100ms，我建议提前用异步线程预加载启动过程用到的 SP 文件。
全量写入。无论是调用 commit() 还是 apply()，即使我们只改动其中的一个条目，都会把整个内容全部写到文件。而且即使我们多次写入同一个文件，SP 也没有将多次修改合并为一次，这也是性能差的重要原因之一。
卡顿。由于提供了异步落盘的 apply 机制，在崩溃或者其他一些异常情况可能会导致数据丢失。所以当应用收到系统广播，或者被调用 onPause 等一些时机，系统会强制把所有的 SharedPreferences 对象数据落地到磁盘。如果没有落地完成，这时候主线程会被一直阻塞。这样非常容易造成卡顿，甚至是 ANR，从线上数据来看 SP 卡顿占比一般会超过 5%。

PS ：可以参考彻底搞懂 SharePreferences

坦白来讲，系统提供的 SharedPreferences 的应用场景是用来存储一些非常简单、轻量的数据。我们不要使用它来存储过于复杂的数据，例如 HTML、JSON 等。而且 SharedPreference 的文件存储性能与文件大小相关，每个 SP 文件不能过大，我们不要将毫无关联的配置项保存在同一个文件中，同时考虑将频繁修改的条目单独隔离出来。

对系统提供的 SharedPreferences 的小修小补虽然性能有所提升，但是依然不能彻底解决问题。基本每个大公司都会自研一套替代的存储方案，比如微信最近就开源了 MMKV

PS ：对于 MMKV 我写过demo ，但是并没有使用到项目中，最近在考虑使用 MMKV 。

下面是 MMKV 对于 SharedPreferences 的“六要素”对比。

PS ：可以参考 MMKV 的实现原理和性能检测报告。里面都是一些很优秀的思路，例如利用文件锁保证跨进程安全、使用 mmap 保证数据不丢失，选用性能和存储空间更好的 Protocol Buffer 代替 XML、支持增量更新等。

根据 I/O 优化的分析，对于频繁修改的配置使用 mmap 的确非常合适，使用者不用去理解 apply() 和 commit() 的差别，也不用担心数据的丢失。同时，我们也不需要每次都提交整个文件，整体性能会有很大提升。

I/O 可以参考 I/O 知识（自家观众号）

END、待续

PS ：来源自极客时间 Aandroid 开发高手课

链接： http://gk.link/a/10eHG

本篇文章同步更新到公众号 SuperMaxs 。

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