滴滴开源 Booster:移动APP质量优化框架
本文作者:李景森,来自滴滴终端技术团队,专家工程师,主导设计了滴滴司乘两端APP整体架构及一系列基础核心组件,目前主要负责移动端技术架构及性能优化。
项目地址:https://github.com/didi/booster
简介
Booster 是一款专门为移动应用设计的易用、轻量级且可扩展的质量优化框架,其目标主要是为了解决 APP 复杂度的提升而带来的性能、稳定性、包体积等问题。
本文给大家介绍下 Booster的功能和实现思路,算是一篇导读,希望能帮助到大家:
为什么是 Booster?
质量优化是所有应用开发者都要面临的问题,对于 DAU 千万级的 APP 来说,万分之一的崩溃率就意味着上千的用户受到影响,对于长时间在线的司机来说,司机端 APP 的稳定性关乎着司机的安全和收入,所以更是不容小觑。
随着业务的快速发展,业务复杂度不断提升,我们开始思考:
如何持续保证 APP 的质量?
当 APP 崩溃后,如何快速定位问题所属的业务线?
能不能在上线之前提前发现潜在的质量问题?
能不能对 APP 进行无侵入的全局质量优化而不需要推动各个业务线?
基于这些考虑,Booster 应运而生,经过一年多的时间不断打磨,Booster 成绩斐然。由于目前在质量优化方面基于静态分析的开源项目屈指可数,加上质量优化对于 APP 开发者而言门槛偏高,因此,我们选择了将 Booster 开源,希望更多的开发者和用户能从中受益。
功能与特性
动态加载模块
为了支持差异化的优化需求,Booster 实现了模块的动态加载,以便于开发者能在不使用配置的情况下选择使用指定的模块,详见:booster-task-all、booster-transform-all。
第三方类库注入
Booster 在进行优化的过程中,可能需要注入一些特定的类或者类库,为了解决注入类的依赖管理问题,Booster 提供了VariantProcessor SPI 让开发者可以轻松的扩展,请参考:ThreadVariantProcessor.kt#L12
性能检测
APP 的卡顿率是衡量应用运行时性能的一个重要指标,为了能提前发现潜在的卡顿问题,Booster 通过静态分析实现了性能检测,并生成可视化的报告帮助开发者定位问题所在,如下图所示:
其实现原理是通过分析所有的 class 文件,构建一个全局的 Call Graph, 然后从 Call Graph 中找出在主线程中调用的链路(Application
、四大组件、View
、Widget
等相关的方法),然后再将这些链路以类为单位分别输出报告。
详见:booster-transform-lint。
多线程优化
业务线众多的 APP 普遍存在线程过载的问题,而线程管理一直是开发者最头疼的问题之一,虽然可以通过制定严格的代码规范来归避此类问题发生,但是对于组织结构复杂的大厂来说,实施起来成本巨大,而对于第三方 SDK 来说,代码规范则有些力不从心。为了彻底的解决这一问题,Booster 通过在编译期间修改字节码实现了全局线程池优化,并对线程进行重命名。
以下是示例代码:
class MainActivity : AppCompatActivity() { override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { super.onCreate(savedInstanceState) setContentView(R.layout.activity_main) getSharedPreferences("demo", MODE_PRIVATE).edit().commit() } override fun onStart() { super.onStart() Thread({ while (true) { Thread.sleep(5) } }, "#Booster").start() } override fun onResume() { super.onResume() HandlerThread("Booster").start() }} override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { super.onCreate(savedInstanceState) setContentView(R.layout.activity_main) getSharedPreferences("demo", MODE_PRIVATE).edit().commit() }
override fun onStart() { super.onStart() Thread({ while (true) { Thread.sleep(5) } }, "#Booster").start() }
override fun onResume() { super.onResume() HandlerThread("Booster").start() }}
线程重命名效果如下图所示:
详见:booster-transform-thread。
SharedPreferences 优化
对于 Android 开发者来说,SharedPreferences
几乎无处不在,而在主线程中修改 SharedPreferences
会导致卡顿甚至 ANR,为了彻底的解决这一问题,Booster 对 APP 中的指令进行了全局的替换。
详见:booster-transform-shared-preferences。
常量字段删除
无论是资源索引,还是其它常量字段,在编译完成后,就没有存在的价值了(反射除外),因此,Booster 将对资源索引字段访问的指令替换为常量指令,将其它常量字段从类中删除,一方面可以提升运行时性能,另一方面,还能减小包体积,资源索引(R)表面上看起来微不足道,实际上占用不少空间,以滴滴车主为例,资源索引相关的类就有上千个,进行常量字段删除后,减小了1MB左右。
详见:booster-transform-shrink。
Toast Bug 修复
为了彻底解决在 Android 7.1 中存在的bug: 30150688,Booster 对 APP 中的 Toast.show()
方法调用指令进行全局替换。
详见:booster-transform-toast。
资源压缩
APP 的包体积也是一个非常重要的指标,在 APP 安装中,图片资源占了相当大的比例,通常情况下,图片质量降低 10%-20% 并不会影响视觉效果,因此,Booster 采用有损压缩来降低图片的大小,而且,图像尺寸越小,加载速度越快,占用内存越少。
Booster 提供了两种压缩方案:
pngquant 有损压缩(需要自行安装 pngquant 命令行工具)
cwebp 有损压缩(已内置)
两种方案各有优缺点,pngquant
的方案不存在兼容性问题,但是压缩率略逊于 WebP,而 WebP 存在系统版本兼容性问题,总的来看,有损压缩的效果非常显著,以滴滴车主为例,APP 包体积减小了10 MB左右。
另外,像 Android Support Library 中包含有大量的图片资源,而且支持多种屏幕尺寸,对于 APP 而言,相同的图片资源,保留最大尺寸的即可。以 Android Support Library 为例,去冗余后,APP 包体积减小了1MB左右。
详见:booster-task-compression。
WebView 预加载
为了解决 WebView
初始化导致的卡顿问题,Booster 通过注入指令的方式,在主线程空闲时提前加载 WebView
。
除上以上特性外,Booster 还提供了一些辅助开发的功能,如:检查依赖项中是否包含 SNAPSHOT 版本等等。
快速入门
在 buildscript
的 classpath 中引入 Booster 插件,然后启用该插件:
buildscript { ext.booster_version = '0.4.3' repositories { google() mavenCentral() jcenter() } dependencies { classpath "com.didiglobal.booster:booster-gradle-plugin:$booster_version" classpath "com.didiglobal.booster:booster-task-all:$booster_version" classpath "com.didiglobal.booster:booster-transform-all:$booster_version" }}apply plugin: 'com.android.application'apply plugin: 'com.didiglobal.booster' repositories { google() mavenCentral() jcenter() } dependencies { classpath "com.didiglobal.booster:booster-gradle-plugin:$booster_version" classpath "com.didiglobal.booster:booster-task-all:$booster_version" classpath "com.didiglobal.booster:booster-transform-all:$booster_version" }}
apply plugin: 'com.android.application'apply plugin: 'com.didiglobal.booster'
然后通过执行 assemble
task 来构建一个优化过的应用包:
$ ./gradlew assembleRelease
构建完成后,在 build/reports/
目录下会生成相应的报告:
build/reports/├── booster-task-compression│ └── release│ └── report.txt├── booster-transform-lint│ └── release│ ├── com│ └── org├── booster-transform-shared-preferences│ └── release│ └── report.txt├── booster-transform-shrink│ └── release│ └── report.txt├── booster-transform-thread│ └── release│ └── report.txt└── booster-transform-toast └── release └── report.txt│ └── release│ └── report.txt├── booster-transform-lint│ └── release│ ├── com│ └── org├── booster-transform-shared-preferences│ └── release│ └── report.txt├── booster-transform-shrink│ └── release│ └── report.txt├── booster-transform-thread│ └── release│ └── report.txt└── booster-transform-toast └── release └── report.txt
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