Android 應(yīng)用構(gòu)建速度提升的十個小技巧

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

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

其次，在我們開啟速度提升調(diào)優(yōu)之前，來了解本次三個性能指標的說明:

全量構(gòu)建，也就是重新開始編譯整個工程的 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，指的是我們對資源文件的修改，增加減少了圖片和字符串資源等。

每個小技巧實施以后，我們會對比如上三個場景的構(gòu)建時間以作為我們的量化標準。請注意，由于工程規(guī)模大小不一、開發(fā)環(huán)境各異，開發(fā)者們在實際的操作中的結(jié)果可能會與本文的結(jié)果有所不同。

每次 Android Gradle 插件的更新都會修復(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 版本開始，我們將通過 google() 的 Maven 倉庫分發(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 新建工程的時候會默認加入 google() 的 Maven 倉庫指向)。

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，性能的提升會更加明顯)，我們可以看出，全量構(gòu)建一次應(yīng)用的時間直接減少了 25%，代碼改動的增量構(gòu)建減少了將近 40%，資源改動的增量構(gòu)建也減少了 16%。

這個小技巧大家應(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 64K 的時候，您需要啟用 multidex。當(dāng)您啟用了 multidex，且工程的最低 API 級別在 21 之前時，舊版的 multidex 就會被激活，這將嚴重拖慢您的構(gòu)建速度，原因是 21 之前的 API 級別并沒有原生的支持 multidex。

啟用 multidex

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

如果您是通過 Android Studio 的運行/調(diào)試按鈕來執(zhí)行構(gòu)建，那么無需考慮這個問題，新版本的 Android Studio 會自動檢測連接的設(shè)備和模擬器，如果系統(tǒng)的 API 級別大于 21 則進行原生的 multidex 支持，同時會忽略工程里對最低 API 級別 (minSdkVersion) 的設(shè)置。

習(xí)慣通過命令行窗口構(gòu)建工程的開發(fā)者們則需要試著避免這個問題: 配置一個新的 productFlavor，設(shè)定工程的最低 API 級別為 21 或者以上，在命令行里調(diào)用 assembleDevelopmentDebug 即可避免這個問題。

這一次的性能改進結(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)建的時候我們又降低了 5.5 秒的時間，而在代碼改動的增量構(gòu)建里時間減少了 50% 以上，資源改動的增量構(gòu)建與之前的時間相同。

小技巧 3: 禁用 Multiple APK 構(gòu)建

在應(yīng)用需要發(fā)布和上架的時候，我們往往會使用 “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。但這個在開發(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，因為這里的設(shè)置對工程里所有的構(gòu)建變體都是可見的。正確的禁用多 APK 構(gòu)建的方法是創(chuàng)建一個屬性來做判斷，這里我們設(shè)置了一個名為 “devBuild” 的屬性，在構(gòu)建的過程中把這個值傳給 gradle，此時 gradle 會將 splits.abi.enable 和 splits.density.enable 設(shè)置為 false，它就不會生成多個 APK 了。

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

如上圖所示，這是我在禁用了多 APK 之后的效果，各項指標都在繼續(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

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，您可能需要應(yīng)用這個小技巧來提高構(gòu)建速度——最小化開發(fā)階段打包進應(yīng)用的資源數(shù)量。

構(gòu)建系統(tǒng)默認會將聲明過或者使用過的資源全部打包進 APK，但在開發(fā)階段我們可能只用到了其中一套而已，針對這種情況，我們需要使用 resConfigs() 來指定構(gòu)建開發(fā)版本時所需要用到的資源，如語言版本和屏幕像素密度。

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

與小技巧 4 一樣，這個特性本身在打包發(fā)布階段是相當(dāng)有幫助的—— PNG 壓縮，但在開發(fā)階段禁用這個功能可以提高構(gòu)建效率。默認情況下，AAPT 會壓縮工程的 PNG 資源以減小 APK 體積，根據(jù)圖片的數(shù)量和大小，這個過程所消耗的時間有長有短。

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 來實現(xiàn)，在構(gòu)建的過程中把這個值傳給 gradle，它就可以避免執(zhí)行 PNG 壓縮命令了。

另外一個避免壓縮 PNG 的方法是使用把 PNG 轉(zhuǎn)換成 WebP 格式的圖片，對比 PNG 格式，WebP 可以減少最多 25% 的大小，同時 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 級別 18 以及更高。

這可以看到全量構(gòu)建又減少了 9 秒的時間，這也是因為 Google 追蹤圣誕老人應(yīng)用里有 3,500 多張 PNG 圖片，這要花費大量的時間進行壓縮計算，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 體積的問題——對比了啟用和禁用 PNG 壓縮之后的 APK 體積之后，我們發(fā)現(xiàn)前后的體積并沒有太大改變，這說明該工程里使用的 PNG 圖片在導(dǎo)入之前已經(jīng)經(jīng)過了充分優(yōu)化，PNG 壓縮在這里實屬多此一舉。

從 Android Studio 3.5 版開始 (3.5 版目前在 Beta 構(gòu)建渠道發(fā)布)，開發(fā)者們可以使用 Apply Changes 功能來提高構(gòu)建性能，它可以讓代碼和資源的改動直接生效而無需重啟應(yīng)用，有時候甚至無需重啟當(dāng)前的 Activity。與 Instant Run 的實現(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)的特性進行運行時檢測，從而動態(tài)的對類進行重新定義。因此，如果您希望使用 Apply Changes，則需要讓您的工程運行在 Android 8.0 (API級別26) 以上的真機或者模擬器上。

我們通過一個很小的例子來說明這個小技巧: 我們把工程的版本號設(shè)定為基于當(dāng)前時間的數(shù)字 (實際上大家應(yīng)該不會這么操作)，這樣的結(jié)果是每次構(gòu)建的時候版本號都是新的，工程的清單文件會因此發(fā)生改變，最后帶來的結(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意義的內(nèi)容。

解決這個問題并不難，我們可以通過在構(gòu)建腳本里判斷是否有 devBuild 標記，如果有的話，我們就把版本號設(shè)置為一個固定值就可以了。

這個例子里，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)其帶來的損失。同時也舉一個在使用 Crashlytics 時的實際例子，這個插件默認會為每次構(gòu)建中都加入唯一 ID 作為構(gòu)建標識，這會帶來不必要的時間損失，您可以通過在構(gòu)建腳本里加入 ext.alwaysUpdateBuildId = false 來避免這個，當(dāng)然也可以選擇在開發(fā)階段完全關(guān)閉 Crashlytics。

Gradle 提供了一個非常方便的依賴庫版本號管理功能，方便開發(fā)者們通過使用一個加號 “+” 標識希望使用這個依賴庫的最新版本。但是使用動態(tài)版本有幾個風(fēng)險，從性能角度來說，Gradle 會每隔 24 小時去檢查一次依賴庫的更新，如果您的依賴庫很多，而且都使用了動態(tài)獲取最新版本的這個設(shè)定，那會對構(gòu)建時候的性能產(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)險的——依賴庫的版本更新會讓您的構(gòu)建充滿不確定性，可能兩周之后您就在構(gòu)建一個完全不一樣的工程了，因為依賴庫代碼的更新對開發(fā)者們是不可見的。

默認的構(gòu)建環(huán)境里，我們會給 Gradle 分配 1.5G 的內(nèi)存，但這個并非適用于所有的項目，您需要通過對這個數(shù)字對調(diào)優(yōu)來得到適合您工程的最佳 Gradle 內(nèi)存分配。

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

Gradle 新推出的緩存機制效果非常出色，我們建議大家嘗試開啟，最新的 Gradle 支持了 Kotlin 項目使用構(gòu)建緩存，構(gòu)建速度可以提高很多。Gradle 的構(gòu)建緩存默認是不開啟的，您可以通過在命令行里加入 --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

在實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，而代碼改動的增量構(gòu)建則快了 12 倍以上，我們在 GitHub 上創(chuàng)建了一個代碼倉庫，大家可以下載并實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，請關(guān)注我們的官方文檔。

代碼倉庫

https://github.com/jmslau/santa-tracker-android

官方文檔

https://developer.android.google.cn/studio/build/optimize-your-build