移动APP质量优化框架 - 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 复杂度的提高而带来的性能、稳定性、包体积等问题。

为何是 Booster?

质量优化是全部应用开发者都要面临的问题，对于 DAU 千万级的 APP 来讲，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讲，司机端 APP 的稳定性关乎着司机的安全和收入，因此更是不容小觑。

随着业务的快速发展，业务复杂度不断提高，咱们开始思考：

1. 如何持续保证 APP 的质量？
2. 当 APP 崩溃后，如何快速定位问题所属的业务线？
3. 能不能在上线以前提早发现潜在的质量问题？
4. 能不能对 APP 进行无侵入的全局质量优化而不须要推进各个业务线？

基于这些考虑，Booster 应运而生，通过一年多的时间不断打磨，Booster 成绩斐然。因为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，所以，咱们选择了将 Booster 开源，但愿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

为了支持差别化的优化需求，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状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 在进行优化的过程当中，可能须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 让开发者能够轻松的扩展，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，为了能提早发现潜在的卡顿问题，Booster 经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，以下图所示：

其实现原理是经过分析全部的 class 文件，构建一个全局的 Call Graph, 而后从 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），而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 广泛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，虽然能够经过制定严格的代码规范来归避此类问题发生，可是对于组织结构复杂的大厂来讲，实施起来成本巨大，而对于第三方 SDK 来讲，代码规范则有些力不从心。为了完全的解决这一问题，Booster 经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。

如下是示例代码：

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()
    }
}

线程重命名效果以下图所示：

详见：booster-transform-thread

SharedPreferences 优化

对于 Android 开发者来讲，SharedPreferences 几乎无处不在，而在主线程中修改 SharedPreferences 会致使卡顿甚至 ANR，为了完全的解决这一问题，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

不管是资源索引，仍是其它常量字段，在编译完成后，就没有存在的价值了（反射除外），所以，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，一方面能够提高运行时性能，另外一方面，还能减少包体积，资源索引（R）表面上看起来微不足道，实际上占用很多空间，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，减少了 1MB 左右。

详见：booster-transform-shrink。

Toast Bug 修复

为了完全解决在 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 的包体积也是一个很是重要的指标，在 APP 安装中，图片资源占了至关大的比例，一般状况下，图片质量下降 10%-20% 并不会影响视觉效果，所以，Booster 采用有损压缩来下降图片的大小，并且，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（须要自行安装 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，可是压缩率略逊于 WebP，而 WebP 存在系统版本兼容性问题，总的来看，有损压缩的效果很是显著，以滴滴车主为例，APP 包体积减少了 10 MB 左右。

另外，像 Android Support Library 中包含有大量的图片资源，并且支持多种屏幕尺寸，对于 APP 而言，相同的图片资源，保留最大尺寸的便可。以 Android Support Library 为例，去冗余后，APP 包体积减少了 1MB 左右。

详见：booster-task-compression。

WebView 预加载

为了解决 WebView  初始化致使的卡顿问题，Booster 经过注入指令的方式，在主线程空闲时提早加载 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，而后启用该插件：

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'

而后经过执行 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

项目地址： https://github.com/didi/booster

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