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电量与网络优化

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电量优化

电池续航时间是移动用户体验中最重要的一个方面。没电的设备完全无法使用。因此，对于应用来说，尽可能地考

虑电池续航时间是至关重要的。在开发时对于单个APP应该注意能够:

  • 减少操作:您的应用是否存在可删减的多余操作?例如，是否可以缓存已下载的数据，而不是每次重新下载 数据?
  • 推迟操作:应用是否需要立即执行某项操作?例如，是否可以等到设备充电后或者Wifi连接时(通常情况下使 用移动网络要比WIFI更耗电 )再将数据备份到云端?
  • 合并操作:工作是否可以批处理，而不是多次将设备置于活动状态?比如和服务器请求不同的接口获取数 据，部分接口是否可以合并为一个?

Doze低电耗模式和StandBy待机模式

从 Android 6.0(API 级别 23)开始，Android 引入了两项省电功能，通过管理应用在设备未连接至电源时的行为 方式，帮助用户延长电池寿命。当用户长时间未使用设备时，低电耗模式会延迟应用的后台 CPU 和网络活动，从 而降低耗电量。应用待机模式会延迟用户近期未与之交互的应用的后台网络活动。

白名单

系统提供了一个可配置的白名单，将部分免除低电耗模式和应用待机模式优化的应用列入其中。 在低电耗模式和应 用待机模式期间，列入白名单的应用可以使用网络并保留部分唤醒锁定。不过，列入白名单的应用仍会受到其他限 制，就像其他应用一样。

可以在设置 中的 电池优化手动配置白名单 。另外，系统也提供了一些方法，让应用要求用户将其列入白名单。

应用可以触发 ACTION_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATION_SETTINGS Intent，让用户直接转到电池优化，以便他 们在其中添加该应用。

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startActivity(new Intent(Settings.ACTION_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATION_SETTINGS));

具有 REQUEST_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATIONS权限的应用可以触发一个系统对话框，让用户直接将该应用 添加到白名单，而无需转到“设置”。此类应用将通过触发 ACTION_REQUEST_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATIONSIntent 来触发该对话框。

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 Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_REQUEST_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATIONS); intent.setData(Uri.parse("package:"+getPackageName()));
startActivity(intent);
<uses-permission android:name="android.permission.REQUEST_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATIONS" />

监控电池电量和充电状态

为了减少电池续航被我们软件的影响，我们可以通过检查电池状态以及电量来判断是否进行某些操作。比如我们可 以在充电时才进行一些数据上报之类的操作。获取充电状态和注册广播来监控充电状态变化。

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IntentFilter ifilter = new IntentFilter(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED); Intent batteryStatus = registerReceiver(null, ifilter);
// 是否正在充电
int status = batteryStatus.getIntExtra(BatteryManager.EXTRA_STATUS, -1); 
boolean isCharging = status == BatteryManager.BATTERY_STATUS_CHARGING ||
                     status == BatteryManager.BATTERY_STATUS_FULL;
// 什么方式充电?
int chargePlug = batteryStatus.getIntExtra(BatteryManager.EXTRA_PLUGGED, -1); 
//usb
boolean usbCharge = chargePlug == BatteryManager.BATTERY_PLUGGED_USB; 
//充电器
boolean acCharge = chargePlug == BatteryManager.BATTERY_PLUGGED_AC;

Energy Profiler

使用Profile 运行App。使用 Android 8.0 及以上版本的设备时，使用Energy Profiler 可以了解应用在哪里耗用了不必要的电量。 Energy Profiler 会监控 CPU、网络无线装置和 GPS 传感器的使用情况，并直观地显示其中每个组件消耗的电量。还会显 示可能会影响耗电量的系统事件(唤醒锁定、闹钟、作业和位置信息请求)的发生次数。

网络优化

正常一条网络请求需要经过的流程是这样:

  • DNS 解析，请求DNS服务器，获取域名对应的 IP 地址;

  • 与服务端建立连接，包括 tcp 三次握手，安全协议同步流程;

  • 连接建立完成，发送和接收数据，解码数据。

这里有明显的三个优化点:

  • 直接使用 IP 地址，去除 DNS 解析步骤;
  • 不要每次请求都重新建立连接，复用连接或一直使用同一条连接(长连接);
  • 压缩数据，减小传输的数据大小。
DNS优化

DNS(Domain Name System)，它的作用是根据域名查出IP地址，它是HTTP协议的前提，只有将域名正确的解

析成IP地址后，后面的HTTP流程才能进行。DNS 完整的解析流程很长，会先从本地系统缓存取，若没有就到最近的 DNS 服务器取，若没有再到主域名服务器取，每一层都有缓存，但为了域名解析的实时性，每一层缓存都有过期时间。

传统的DNS解析机制有几个缺点:

  • 缓存时间设置得长，域名更新不及时，设置得短，大量 DNS 解析请求影响请求速度;

  • 域名劫持，容易被中间人攻击，或被运营商劫持，把域名解析到第三方 IP 地址，据统计劫持率会达到7%;

  • DNS 解析过程不受控制，无法保证解析到最快的IP;

  • 一次请求只能解析一个域名。

为了解决这些问题，就有了 HTTPDNS，原理很简单，就是自己做域名解析的工作，通过 HTTP 请求后台去拿到域 名对应的 IP 地址，直接解决上述所有问题。

HTTPDNS的好处总结就是:

  • 避免Local DNS 劫持：由于 HttpDns 是通过 IP 直接请求 HTTP 获取服务器 A 记录地址，不存在向本地运营商询问 domain 解析过程，所以从根本避免了劫持问题。
  • DNS 解析由自己控制，可以确保根据用户所在地返回就近的 IP 地址，或根据客户端测速结果使用速度最快的 IP;
  • 一次请求可以解析多个域名。

阿里HttpDNS:https://help.aliyun.com/document_detail/30103.html?spm=a2c4g.11186623.6.543.7eee 78bc3kDYhO

连接优化

第二个问题，连接建立耗时的问题，这里主要的优化思路是复用连接，不用每次请求都重新建立连接，如何更有效 率地复用连接，可以说是网络请求速度优化里最主要的点了。

【keep-alive】: HTTP 协议里有个 keep-alive，HTTP1.1默认开启，一定程度上缓解了每次请求都要进行TCP三 次握手建立连接的耗时。原理是请求完成后不立即释放连接，而是放入连接池中，若这时有另一个请求要发出，请 求的域名和端口是一样的，就直接拿出连接池中的连接进行发送和接收数据，少了建立连接的耗时。 实际上现在无 论是客户端还是浏览器都默认开启了keep-alive，对同个域名不会再有每发一个请求就进行一次建连的情况，纯短 连接已经不存在了。

但有 keep-alive 的连接一次只能发送接收一个请求，在上一个请求处理完成之前，无法接受新的请求。若同时发 起多个请求，就有两种情况:

  • 若串行发送请求，可以一直复用一个连接，但速度很慢，每个请求都要等待上个请求完成再进行发送。
  • 若并行发送请求，那么只能每个请求都要进行tcp三次握手建立新的连接。

对并行请求的问题，新一代协议 HTTP2 提出了多路复用去解决。 HTTP2 的多路复用机制一样是复用连接，但它复 用的这条连接支持同时处理多条请求，所有请求都可以并发在这条连接上进行，也就解决了上面说的并发请求需要 建立多条连接带来的问题。

多路复用把在连接里传输的数据都封装成一个个stream，每个stream都有标识，stream的发送和接收可以是乱序 的，不依赖顺序，也就不会有阻塞的问题，接收端可以根据stream的标识去区分属于哪个请求，再进行数据拼接， 得到最终数据。

Android 的开源网络库OKhttp默认就会开启 keep-alive ，并且在Okhttp3以上版本也支持了 HTTP2。

数据压缩

第三个问题，传输数据大小的问题。数据对请求速度的影响分两方面，一是压缩率，二是解压序列化反序列化的速 度。目前最流行的两种数据格式是 json 和 protobuf，json 是字符串，protobuf 是二进制，即使用各种压缩算法 压缩后，protobuf 仍会比 json 小，数据量上 protobuf 有优势，序列化速度 protobuf 也有一些优势 。

https://github.com/protocolbuffers/protobuf/blob/master/java/lite.md

除了选择不同的序列化方式(数据格式)之外，Http可以对内容(也就是body部分)进行编码，可以采用gzip这样的编码，从而达到压缩的目的。在OKhttp的 BridgeInterceptor 中会自动为我们开启gzip解压的支持。

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boolean transparentGzip = false;
if (userRequest.header("Accept-Encoding") == null && userRequest.header("Range") == null) {
transparentGzip = true;
requestBuilder.header("Accept-Encoding", "gzip"); }

如果服务器响应头存在:Content-Encodin:gzip并且有响应body数据，会进行相应的处理。

客户端也可以发送压缩数据给服务端，通过代码将请求数据压缩，并在请求中加入Content-Encodin:gzip即可。

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private RequestBody gzip(final RequestBody body) {
        return new RequestBody() {
@Override
public MediaType contentType() { return body.contentType();
}
@Override
public long contentLength() {
return -1; // We don't know the compressed length in advance!
}
@Override
public void writeTo(BufferedSink sink) throws IOException { BufferedSink gzipSink = Okio.buffer(new GzipSink(sink)); body.writeTo(gzipSink);
gzipSink.close();
} };

其它

1、使用webp代替png/jpg

2、不同网络的不同图片下发，如(对于原图是300x300的图片):2/3G使用低清晰度图片:使用100X100的图片; 4G再判断信号强度为强则使用使用300X300的图片，为中等则使用200x200，信号弱则使用100x100图片; WiFi网络:直接下发300X300的图片

3、http开启缓存 / 首页数据加入缓存