個案研究

Reddit 如何使用 R8 最佳化工具大幅提升效能

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Ben Weiss 開發人員關係工程師

在現今的行動應用程式世界中，流暢的使用者體驗不只是功能，更是必要條件。載入速度緩慢、介面沒有回應和不穩定，都可能嚴重影響使用者參與度和留存率。Reddit 的工程團隊與 Android 開發人員關係團隊合作，使用應用程式效能分數評估應用程式。評估效能後，他們發現有很大的改善空間，因此決定採取步驟，充分發揮 Android 應用程式最佳化工具 R8 的功能。這項專案成效顯著，不僅縮短啟動時間、減少影格凍結或緩慢情形和 ANR，也提升了 Play 商店評分。這份個案研究將詳細說明 Reddit 如何達成這些亮眼成果。

R8 最佳化工具如何協助 Reddit

R8 最佳化工具是 Android 效能最佳化的基礎工具。提升應用程式效能需要採取多項步驟，以下快速介紹其中最有效的幾項。

  • Tree shaking 是縮減應用程式大小最重要的步驟。系統會移除應用程式依附元件和應用程式本身未使用的程式碼。
  • 方法內嵌會將方法呼叫替換為實際程式碼，提高應用程式效能。
  • 類別合併和其他策略，讓程式碼更精簡。此時，重點不再是原始碼是否容易閱讀，而是讓編譯後的程式碼快速運作。因此，介面或類別階層等抽象概念在這裡並不重要，會遭到移除。
  • 縮減 ID：將類別、欄位和方法的名稱變更為較短且無意義的名稱。因此，您可能會得到名為 a 的類別，而不是 MyDataModel。
  • 資源縮減 ：移除未使用的資源 (例如 XML 檔案和可繪項目)，進一步縮減應用程式大小。
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R8 最佳化的主要階段

從硬數據到使用者滿意度：找出實際執行環境中的成功案例

Reddit 向使用者推出新版應用程式後，成效立即有所提升。透過 Android Vitals 和 Crashlytics，Reddit 能夠在實際裝置上擷取實際使用者的成效指標，以便比較新版本與先前版本。

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R8 如何提升 Reddit 的應用程式效能

團隊發現冷啟動速度提升 40% 、「應用程式無回應」(ANR) 錯誤減少 30% 、影格轉譯改善 25% ，以及應用程式大小縮減 14% 。

這些強化功能對提升使用者滿意度至關重要。啟動速度越快，等待時間就越短，使用者也能更快存取內容。ANR 越少，應用程式就越穩定可靠，使用者也越不容易感到不滿。影格轉譯更流暢，可消除 UI 卡頓，讓捲動和動畫效果更流暢、反應更靈敏。這項技術帶來的正面影響，也清楚反映在使用者觀感上。

Google Play 商店直接顯示了使用者滿意度指標，證明最佳化成效良好。推出 R8 最佳化版本後，團隊發現使用者觀感和參與度大幅提升。

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Drew Heavner：「我們花了不到 2 週的時間，就充分發揮 R8 的潛力」

最令人印象深刻的是，這項成果是透過專注努力達成的。Reddit 的資深軟體工程師 Drew Heavner 負責這項計畫，他指出，實施變更以充分發揮 R8 的潛力，不到兩週就完成了。

確認成效：深入探討巨集基準

觀察到實際成效顯著提升後，Reddit 的工程團隊和 Google 的 Android 開發人員關係團隊進行了詳細的基準測試，以科學方式確認成效提升，並嘗試進一步最佳化。為了進行這項分析，Reddit 工程團隊提供了兩個版本的應用程式：一個未經最佳化，另一個則套用了 R8 和另外兩項基礎效能最佳化工具：基準設定檔和啟動設定檔。

基準設定檔可有效將 JIT 編譯步驟從使用者裝置移至開發機器。事實證明，產生的 Ahead Of Time (AOT) 編譯程式碼可縮短啟動時間，並減少轉譯問題。

封裝應用程式時，d8 dexer 會擷取類別和方法，並建構應用程式的 classes.dex 檔案。使用者開啟應用程式時，系統會逐一載入這些 DEX 檔案，直到應用程式啟動為止。提供啟動設定檔，即可讓 d8 知道要在第一個 classes.dex 檔案中封裝哪些類別和方法。這種結構可讓應用程式載入較少檔案，進而提升啟動速度。

Jetpack Macrobenchmark 是這個階段的核心工具，可在受控環境中精確評估使用者互動。為了模擬一般使用者歷程，他們使用 UIAutomator API 建立測試，開啟應用程式、向下捲動三次，然後向上捲動。

最後，編寫基準測試只需要以下內容：

uiAutomator {

  startApp(REDDIT)

  repeat(3) {

    onView { isScrollable }.fling(Direction.DOWN) }

  repeat(3) {

    onView {isScrollable }.fling(Direction.UP)

  }

}

基準資料證實了現場觀察結果，並提供更深入的洞察資訊。經過完整最佳化的應用程式啟動速度提升 55% ，使用者開始瀏覽的速度也提升 18% 。此外，最佳化應用程式的 JIT 編譯發生次數減少了三分之二，JIT 編譯時間也減少了三分之一。影格算繪作業有所改善，在基準使用者歷程中算繪的影格數量增加 19%。最後，應用程式的大小縮減了三分之一以上。

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Reddit 的整體效能提升

您可以使用自訂 Macrobenchmark 追蹤區段指標，測量 JIT 編譯時間，如下所示：

val jitCompilationMetric = TraceSectionMetric("JIT Compiling %", label = "JIT compilation")

啟用轉換背後的技術：R8

如要啟用 R8 完整模式，請在發布子版本中設定 app/build.gradle.kts 檔案，將 minifyEnabled 和 shrinkResources 設為 true。

android {

    ...

    buildTypes {

        release {

            isMinifyEnabled = true

            isShrinkResources = true

            proguardFiles(

                getDefaultProguardFile("proguard-android-optimize.txt"),

                "keep-rules.pro",

            )

        }

    }

}

完成這個步驟後，請務必進行全面的端對端測試，因為效能最佳化可能會導致不必要的行為，最好在使用者發現之前就先找出問題。

如本文先前所示，R8 會執行廣泛的最佳化作業，盡可能提升效能。R8 會大幅修改程式碼，包括重新命名、移動及移除類別、欄位和方法。如果發現這些修改造成錯誤，您必須在保留規則中宣告 R8 不應修改的程式碼部分。

在應用程式中仿效 Reddit 的做法

Reddit 採用 R8 獲得成功，是強而有力的案例研究，可供任何開發團隊參考，瞭解如何以低成本大幅提升應用程式效能。技術改善與使用者滿意度提升之間的直接關聯，突顯了效能最佳化的價值。

其他開發人員只要遵循本個案研究中的藍圖，使用應用程式效能分數等工具找出商機、充分發揮 R8 的最佳化潛力、監控實際資料，並使用基準確認及加深瞭解，就能獲得類似的成效。

如要在自己的應用程式中開始使用 R8，請參閱最新更新的官方說明文件和指南，瞭解如何啟用、設定 R8 最佳化工具，以及疑難排解相關問題。

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