提高应用性能的关键 – 有效的Android缓存策略

在移动设备上使用应用程序时，用户在相当短的时间内就能够看到应用程序的反应。因此，应用程序的性能非常重要，特别是在一个网络和资源有限的环境下。这篇文章将主要讨论在Android应用程序中实现有效的缓存策略以提高应用程序性能的方法。

一、使用HTTP缓存

HTTP缓存是Android应用程序中最基本的缓存技术。HTTP缓存启用后，Android系统将把每个HTTP响应存储到本地设备，并在后续请求相同URL时使用缓存而不是再次从服务器下载数据。这样能够极大地减少网络延迟、数据使用量和应用程序反应时间，从而提升整个应用程序的性能。

启用HTTP缓存非常简单。只需在应用程序的主Module的build.gradle文件中添加以下代码：

android {
    ...
    defaultConfig {
        ...
        setProperty("http.keepAlive", "true")
        setProperty("http.maxConnections", "5")
    }
    ...
    buildTypes {
        ...
        release {
            ...
            minifyEnabled true
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
            proguardFiles.add(file('proguard-rules.pro'))
            setProperty("http.keepAlive", "false")
        }
    }
}

上述代码中，最重要的是HTTP keep-alive属性。设置为“true”表示与Web服务器建立的连接将不会在请求之间关闭。这可以在网络上大大提高性能。此外，可以在应用程序中设置最大连接数，以避免在同时进行多个HTTP请求时出现不稳定的情况。

二、使用内存缓存

内存缓存将数据存储在设备内存中，因此数据的存储和检索速度非常快，但是在设备内存不足时可能会导致性能问题。在Android应用程序中，我们可以使用LruCache类轻松实现内存缓存。LruCache是一个基于最少使用的缓存类，它将自动移除最近最少使用的对象以释放内存空间。

以下是LruCache的一个示例：

public class MemoryCache {
    private LruCache mMemoryCache;

    public MemoryCache() {
        // 设置缓存大小
        final int maxMemory = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024);
        final int cacheSize = maxMemory / 8;

        mMemoryCache = new LruCache(cacheSize) {
            @Override
            protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {
                // 测量缓存对象的大小，单位为千字节
                return bitmap.getByteCount() / 1024;
            }
        };
    }

    public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {
        if (getBitmapFromMemoryCache(key) == null) {
            mMemoryCache.put(key, bitmap);
        }
    }

    public Bitmap getBitmapFromMemoryCache(String key) {
        return mMemoryCache.get(key);
    }
}

在上面的示例中，我们创建了一个最大缓存大小为设备内存的8分之一的LruCache对象。然后，当需要添加位图对象到缓存中时，我们可以使用addBitmapToMemoryCache方法。将位图对象与内存缓存的键相关联。当需要从缓存中获取位图对象时，我们可以使用getBitmapFromMemoryCache方法，提供与内存缓存相关联的键。

三、使用磁盘缓存

由于内存缓存的大小和设备内存容量相关，因此当缓存的数据量超出设备内存容量时，就需要使用磁盘缓存。

Android提供了一个称为DiskLruCache的类，可用于实现磁盘缓存。DiskLruCache可以存储任何类型的数据，并且只会将密钥散列到唯一命名的文件中。以下是一个简单的DiskLruCache示例：

public class DiskCache {
    private DiskLruCache mDiskCache;

    public DiskCache(Context context) {
        try {
            File cacheDir = getDiskCacheDir(context, "cache");
            if (!cacheDir.exists()) {
                cacheDir.mkdirs();
            }
            mDiskCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getAppVersion(context), 1, 10 * 1024 * 1024);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void put(String key, Bitmap bitmap) {
        try {
            DiskLruCache.Editor editor = mDiskCache.edit(key);
            if (editor != null) {
                OutputStream outputStream = editor.newOutputStream(0);
                bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, outputStream);
                editor.commit();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public Bitmap get(String key) {
        try {
            DiskLruCache.Snapshot snapshot = mDiskCache.get(key);
            if (snapshot != null) {
                InputStream inputStream = snapshot.getInputStream(0);
                return BitmapFactory.decodeStream(inputStream);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public void clearCache() {
        try {
            mDiskCache.delete();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public File getDiskCacheDir(Context context, String uniqueName) {
        String cachePath = context.getCacheDir().getPath();
        return new File(cachePath + File.separator + uniqueName);
    }

    private int getAppVersion(Context context) {
        try {
            PackageInfo info = context.getPackageManager().getPackageInfo(context.getPackageName(), 0);
            return info.versionCode;
        } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return 1;
    }
}

上述代码中，我们可以看到，创建DiskLruCache对象需要三个参数：缓存目录、应用程序版本号以及缓存最大容量。然后，我们可以使用put方法将位图对象与密钥相关联，并使用get方法从磁盘缓存中检索位图对象。最后，可以使用clearCache方法清除缓存。

总结

在Android应用程序中实现有效的缓存策略是提高应用程序性能的关键之一。使用HTTP缓存可以减少网络延迟和数据使用量。使用内存缓存可以快速检索数据。使用磁盘缓存可以存储大量数据。在实际应用程序中，不同的缓存策略可以相互结合，以实现最佳性能和用户体验。

完整代码示例：https://github.com/lymandroid/android-cache-example