Android應(yīng)用構(gòu)建速度提升的十個(gè)小技巧

作者：Android 2019-08-16 02:00:46

應(yīng)用的構(gòu)建速度會(huì)直接影響開(kāi)發(fā)效率，本文將帶您通過(guò)改造一個(gè) Android 應(yīng)用: “Google 追蹤圣誕老人 (Google Santa Tracker)” 來(lái)為大家提供十個(gè)小技巧。

應(yīng)用的構(gòu)建速度會(huì)直接影響開(kāi)發(fā)效率，本文將帶您通過(guò)改造一個(gè) Android 應(yīng)用: “Google 追蹤圣誕老人 (Google Santa Tracker)” 來(lái)為大家提供十個(gè)小技巧，幫助提升應(yīng)用的 Gradle 構(gòu)建速度，當(dāng)我們應(yīng)用了所有的小技巧之后，該演示應(yīng)用的構(gòu)建速度快了三倍以上。

首先來(lái)了解一下 “Google 追蹤圣誕老人” 應(yīng)用的工程背景: 這個(gè)應(yīng)用有約 60M 大小，它包含 9 個(gè)模塊，有 500 多個(gè) Java 文件，1,700 多個(gè) XML 文件、3,500 多張 PNG 圖片資源，用到了 Mutil-dex，沒(méi)有注解處理器。

其次，在我們開(kāi)啟速度提升調(diào)優(yōu)之前，來(lái)了解本次三個(gè)性能指標(biāo)的說(shuō)明:

全量構(gòu)建，也就是重新開(kāi)始編譯整個(gè)工程的 debug 版；
代碼增量構(gòu)建，指的是我們修改了工程的 Java / Kotlin 代碼；
資源增量構(gòu)建，指的是我們對(duì)資源文件的修改，增加減少了圖片和字符串資源等。

每個(gè)小技巧實(shí)施以后，我們會(huì)對(duì)比如上三個(gè)場(chǎng)景的構(gòu)建時(shí)間以作為我們的量化標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)注意，由于工程規(guī)模大小不一、開(kāi)發(fā)環(huán)境各異，開(kāi)發(fā)者們?cè)趯?shí)際的操作中的結(jié)果可能會(huì)與本文的結(jié)果有所不同。

小技巧 1: 使用最新版本的 Android Gradle 插件

每次 Android Gradle 插件的更新都會(huì)修復(fù)大量的 bug 及提升性能等新特性，因此保持最新的 Android Gradle 插件版本有非常大的必要。

從 3.0 版本開(kāi)始，我們將通過(guò) google() 的 Maven 倉(cāng)庫(kù)分發(fā)新的 Android Gradle 插件，所以需要在 repositories 處加入 google() 以獲得最新的插件更新 (現(xiàn)在的 Android Studio 新建工程的時(shí)候會(huì)默認(rèn)加入 google() 的 Maven 倉(cāng)庫(kù)指向)。

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這是將 Android Gradle 插件版本從 2.x 更新到 3.0.0-alpha1 之后得到的結(jié)果 (這里的演示是基于 3.0.0-alpha1 版本，隨著插件版本的更新，性能的提升會(huì)更加明顯)，我們可以看出，全量構(gòu)建一次應(yīng)用的時(shí)間直接減少了 25%，代碼改動(dòng)的增量構(gòu)建減少了將近 40%，資源改動(dòng)的增量構(gòu)建也減少了 16%。

小技巧 2: 避免激活舊版的 Multidex

這個(gè)小技巧大家應(yīng)該比較熟悉——避免激活舊版的 multidex。當(dāng)您的應(yīng)用配置方法數(shù)超過(guò) 64K 的時(shí)候，您需要啟用 multidex。當(dāng)您啟用了 multidex，且工程的最低 API 級(jí)別在 21 之前時(shí)，舊版的 multidex 就會(huì)被激活，這將嚴(yán)重拖慢您的構(gòu)建速度，原因是 21 之前的 API 級(jí)別并沒(méi)有原生的支持 multidex。

啟用 multidex
https://developer.android.google.cn/studio/build/multidex.html

如果您是通過(guò) Android Studio 的運(yùn)行/調(diào)試按鈕來(lái)執(zhí)行構(gòu)建，那么無(wú)需考慮這個(gè)問(wèn)題，新版本的 Android Studio 會(huì)自動(dòng)檢測(cè)連接的設(shè)備和模擬器，如果系統(tǒng)的 API 級(jí)別大于 21 則進(jìn)行原生的 multidex 支持，同時(shí)會(huì)忽略工程里對(duì)最低 API 級(jí)別 (minSdkVersion) 的設(shè)置。

習(xí)慣通過(guò)命令行窗口構(gòu)建工程的開(kāi)發(fā)者們則需要試著避免這個(gè)問(wèn)題: 配置一個(gè)新的 productFlavor，設(shè)定工程的最低 API 級(jí)別為 21 或者以上，在命令行里調(diào)用 assembleDevelopmentDebug 即可避免這個(gè)問(wèn)題。

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這一次的性能改進(jìn)結(jié)果效果也非常明顯 (灰色的線條是最初的結(jié)果)，在全量構(gòu)建的時(shí)候我們又降低了 5.5 秒的時(shí)間，而在代碼改動(dòng)的增量構(gòu)建里時(shí)間減少了 50% 以上，資源改動(dòng)的增量構(gòu)建與之前的時(shí)間相同。

小技巧 3: 禁用 Multiple APK 構(gòu)建

在應(yīng)用需要發(fā)布和上架的時(shí)候，我們往往會(huì)使用 “Multiple APK” 構(gòu)建，它可以根據(jù) ABI 和像素密度創(chuàng)建不同版本的應(yīng)用，使包體積降低等。但這個(gè)在開(kāi)發(fā)階段似乎顯得有些多余，所以我們需要禁用多 APK 構(gòu)建特性以提高構(gòu)建速度。

禁用多 APK 構(gòu)建不能僅僅在 splits 里設(shè)置，因?yàn)檫@里的設(shè)置對(duì)工程里所有的構(gòu)建變體都是可見(jiàn)的。正確的禁用多 APK 構(gòu)建的方法是創(chuàng)建一個(gè)屬性來(lái)做判斷，這里我們?cè)O(shè)置了一個(gè)名為 “devBuild” 的屬性，在構(gòu)建的過(guò)程中把這個(gè)值傳給 gradle，此時(shí) gradle 會(huì)將 splits.abi.enable 和 splits.density.enable 設(shè)置為 false，它就不會(huì)生成多個(gè) APK 了。

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在 Android Studio 里，您可以通過(guò)偏好設(shè)置，構(gòu)建、執(zhí)行和部署分類里，選擇編譯器選項(xiàng)來(lái)為命令行加入?yún)?shù): -PdevBuild，這樣每次在構(gòu)建的時(shí)候 Android Studio 會(huì)把這個(gè)值傳遞給 gradle 以避免生成多個(gè) APK。

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如上圖所示，這是我在禁用了多 APK 之后的效果，各項(xiàng)指標(biāo)都在繼續(xù)降低。

Multiple APK

https://developer.android.google.cn/google/play/publishing/multiple-apks.html
構(gòu)建變體

https://developer.android.google.cn/studio/build/build-variants.html

小技巧 4: 最小化使用資源文件

當(dāng)您的應(yīng)用包含大量本地化資源或者為不同像素密度加入了特別的資源時(shí)，您可能需要應(yīng)用這個(gè)小技巧來(lái)提高構(gòu)建速度——最小化開(kāi)發(fā)階段打包進(jìn)應(yīng)用的資源數(shù)量。

構(gòu)建系統(tǒng)默認(rèn)會(huì)將聲明過(guò)或者使用過(guò)的資源全部打包進(jìn) APK，但在開(kāi)發(fā)階段我們可能只用到了其中一套而已，針對(duì)這種情況，我們需要使用 resConfigs() 來(lái)指定構(gòu)建開(kāi)發(fā)版本時(shí)所需要用到的資源，如語(yǔ)言版本和屏幕像素密度。 Android 應(yīng)用構(gòu)建速度提升的十個(gè)小技巧

這里我們看到了較大程度上的改觀，全量構(gòu)建的時(shí)間又降低了 6 秒，增量構(gòu)建的時(shí)間也分別降低了 20% 以上。

小技巧 5: 禁用 PNG 壓縮

與小技巧 4 一樣，這個(gè)特性本身在打包發(fā)布階段是相當(dāng)有幫助的—— PNG 壓縮，但在開(kāi)發(fā)階段禁用這個(gè)功能可以提高構(gòu)建效率。默認(rèn)情況下，AAPT 會(huì)壓縮工程的 PNG 資源以減小 APK 體積，根據(jù)圖片的數(shù)量和大小，這個(gè)過(guò)程所消耗的時(shí)間有長(zhǎng)有短。

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如果要避免使用 PNG 壓縮，我們可以在小技巧 3 里提到的，在 devBuild 屬性里加入 aaptOptions.cruncherEnabled = false 來(lái)實(shí)現(xiàn)，在構(gòu)建的過(guò)程中把這個(gè)值傳給 gradle，它就可以避免執(zhí)行 PNG 壓縮命令了。

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另外一個(gè)避免壓縮 PNG 的方法是使用把 PNG 轉(zhuǎn)換成 WebP 格式的圖片，對(duì)比 PNG 格式，WebP 可以減少最多 25% 的大小，同時(shí) 2.3 以上版本的 Android Studio 直接支持 PNG 到 WebP 格式的轉(zhuǎn)換。

需要注意的是，API 級(jí)別 15 及更高可以支持不透明的 WebP 格式圖片，如果是透明格式的 WebP，需要 API 級(jí)別 18 以及更高。

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這可以看到全量構(gòu)建又減少了 9 秒的時(shí)間，這也是因?yàn)?Google 追蹤圣誕老人應(yīng)用里有 3,500 多張 PNG 圖片，這要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行壓縮計(jì)算，所以這方面的效率提升顯得很明顯，而其他增量構(gòu)建只是維持了之前的情況。

特別提出一下關(guān)于 APK 體積的問(wèn)題——對(duì)比了啟用和禁用 PNG 壓縮之后的 APK 體積之后，我們發(fā)現(xiàn)前后的體積并沒(méi)有太大改變，這說(shuō)明該工程里使用的 PNG 圖片在導(dǎo)入之前已經(jīng)經(jīng)過(guò)了充分優(yōu)化，PNG 壓縮在這里實(shí)屬多此一舉。

小技巧 6: 使用 Apply Changes

從 Android Studio 3.5 版開(kāi)始 (3.5 版目前在 Beta 構(gòu)建渠道發(fā)布)，開(kāi)發(fā)者們可以使用 Apply Changes 功能來(lái)提高構(gòu)建性能，它可以讓代碼和資源的改動(dòng)直接生效而無(wú)需重啟應(yīng)用，有時(shí)候甚至無(wú)需重啟當(dāng)前的 Activity。與 Instant Run 的實(shí)現(xiàn)方式不一樣，Apply Changes 充分利用了 Android 8.0 以上版本操作系統(tǒng)的特性進(jìn)行運(yùn)行時(shí)檢測(cè)，從而動(dòng)態(tài)的對(duì)類進(jìn)行重新定義。因此，如果您希望使用 Apply Changes，則需要讓您的工程運(yùn)行在 Android 8.0 (API級(jí)別26) 以上的真機(jī)或者模擬器上。

小技巧 7: 避免被動(dòng)的改動(dòng)

我們通過(guò)一個(gè)很小的例子來(lái)說(shuō)明這個(gè)小技巧: 我們把工程的版本號(hào)設(shè)定為基于當(dāng)前時(shí)間的數(shù)字 (實(shí)際上大家應(yīng)該不會(huì)這么操作)，這樣的結(jié)果是每次構(gòu)建的時(shí)候版本號(hào)都是新的，工程的清單文件會(huì)因此發(fā)生改變，最后帶來(lái)的結(jié)果就是拖慢了本次的構(gòu)建速度。

如圖所示，我們發(fā)現(xiàn)增量構(gòu)建的時(shí)間甚至增加了一倍，因此盡量不要在構(gòu)建腳本里加入太多無(wú)意義的內(nèi)容。

解決這個(gè)問(wèn)題并不難，我們可以通過(guò)在構(gòu)建腳本里判斷是否有 devBuild 標(biāo)記，如果有的話，我們就把版本號(hào)設(shè)置為一個(gè)固定值就可以了。

這個(gè)例子里，我們故意在構(gòu)建腳本中加入里一些搗亂的代碼以展現(xiàn)其帶來(lái)的損失。同時(shí)也舉一個(gè)在使用 Crashlytics 時(shí)的實(shí)際例子，這個(gè)插件默認(rèn)會(huì)為每次構(gòu)建中都加入唯一 ID 作為構(gòu)建標(biāo)識(shí)，這會(huì)帶來(lái)不必要的時(shí)間損失，您可以通過(guò)在構(gòu)建腳本里加入 ext.alwaysUpdateBuildId = false 來(lái)避免這個(gè)，當(dāng)然也可以選擇在開(kāi)發(fā)階段完全關(guān)閉 Crashlytics。

小技巧 8: 不使用動(dòng)態(tài)版本標(biāo)識(shí)

Gradle 提供了一個(gè)非常方便的依賴庫(kù)版本號(hào)管理功能，方便開(kāi)發(fā)者們通過(guò)使用一個(gè)加號(hào) “+” 標(biāo)識(shí)希望使用這個(gè)依賴庫(kù)的最新版本。但是使用動(dòng)態(tài)版本有幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，從性能角度來(lái)說(shuō)，Gradle 會(huì)每隔 24 小時(shí)去檢查一次依賴庫(kù)的更新，如果您的依賴庫(kù)很多，而且都使用了動(dòng)態(tài)獲取最新版本的這個(gè)設(shè)定，那會(huì)對(duì)構(gòu)建時(shí)候的性能產(chǎn)生一定的影響。

即使您不是特別在意這些性能損耗，但是它仍然是有風(fēng)險(xiǎn)的——依賴庫(kù)的版本更新會(huì)讓您的構(gòu)建充滿不確定性，可能兩周之后您就在構(gòu)建一個(gè)完全不一樣的工程了，因?yàn)橐蕾噹?kù)代碼的更新對(duì)開(kāi)發(fā)者們是不可見(jiàn)的。

小技巧 9: Gradle 內(nèi)存分配調(diào)優(yōu)

默認(rèn)的構(gòu)建環(huán)境里，我們會(huì)給 Gradle 分配 1.5G 的內(nèi)存，但這個(gè)并非適用于所有的項(xiàng)目，您需要通過(guò)對(duì)這個(gè)數(shù)字對(duì)調(diào)優(yōu)來(lái)得到適合您工程的最佳 Gradle 內(nèi)存分配。

與此同時(shí)，從 Android Gradle 插件 2.1 版本之后，dex 已經(jīng)默認(rèn)在進(jìn)程里了，所以如果您之前設(shè)定過(guò) javaMaxHeapSize 值，可以選擇刪掉它了。

小技巧 10: 開(kāi)啟 Gradle 構(gòu)建緩存

Gradle 新推出的緩存機(jī)制效果非常出色，我們建議大家嘗試開(kāi)啟，最新的 Gradle 支持了 Kotlin 項(xiàng)目使用構(gòu)建緩存，構(gòu)建速度可以提高很多。Gradle 的構(gòu)建緩存默認(rèn)是不開(kāi)啟的，您可以通過(guò)在命令行里加入 --build-cache 參數(shù)或者在工程根目錄的 gradle.properties 里加入 org.gradle.caching=true 為所有人啟用構(gòu)建緩存。您可以在這個(gè)文檔里了解更多關(guān)于 Gradle 構(gòu)建緩存的內(nèi)容。

關(guān)于 Gradle 構(gòu)建緩存
https://docs.gradle.org/current/userguide/build_cache.html

總結(jié)

在實(shí)踐了所有的速度提升小技巧之后，得到的整體的改善結(jié)果，全量構(gòu)建的速度比之前快了三倍以上，而代碼改動(dòng)的增量構(gòu)建則快了 12 倍以上，我們?cè)?GitHub 上創(chuàng)建了一個(gè)代碼倉(cāng)庫(kù)，大家可以下載并實(shí)踐一下我們今天所提到的構(gòu)建速度提升的技巧。更多關(guān)于如何提高應(yīng)用構(gòu)建速度的內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注我們的官方文檔。