该文章来自于阿里巴巴技术协会（ATA）精选文章。
手机淘宝性能优化
前言
为了满足不同用户的多样性购物需求，过去两年里手淘的业务不断膨胀，已经从单一的购物工具成为了购物内容平台。在手淘业务快速增长的同时，也带来一些副作用，很多操作环节和页面因为承载功能太多，展示的速度变慢，用户等待时间变长。性能优化势在必行。
我们根据手机淘宝用户的购物操作流程，对主链路进行了划分，分为启动，首页加载，搜索，购物车，下单，支付环节，订单查看等七个环节，每个步骤和模块都做到监控，以量化数据为指导来进行优化。
下面着重就启动，首页，购物车三个业务环节和网络调优，图片下载两个基础能力优化，优化使用的工具来介绍方案。
一.启动优化
我们通过线下分析工具,线上灰度数据和代码review，发现启动慢主要有3个原因：1)引入了许多提前的初始化;2)在启动阶段主线程，存在耗时的非必要阻塞操作;3)部分主线程的锁操作，导致主线程wait时间较多。
由此制定出优化的方案：
1)启动无网+缓存
执行严格的无网策略，从用户点击图标到首页第一次展示整个过程没有网络交互，所有数据都是缓存或预置数据的方式来获取。这是因为网络IO耗时都比较长，通过将启动阶段的配置信息拉取和首页运营数据的拉取等网络IO后移，减少了时间开销。
2)Task分级与异步化
我们将启动中的所有task进行梳理和分级，根据级别来调整执行对应task的时机：
一级:block启动的task，比如基础sdk的初始化，首页页面的创建等。
二级:可延迟到首页加载成功后再执行的task，比如自动登录，微淘状态拉取，消息数拉取，配置信息拉取，运营数据拉取等操作 。
只有一级task在启动时执行，二级task延迟到启动完成后串行执行，一级task必须没有锁操作，保证主线程不会被阻塞。
3)懒加载
优化之前在启动过程中有很多业务的初始化操作，现在我们都采用懒加载策略，真正使用时再进行初始化加载，同时懒加载机制可以结合缓存或预置数据的方式来达到更好的效果。
比如在手淘的五个tab中，在没有优化前，会在启动时将五个tab对应的页面全部创建出来，而这五个页面中，只有首页是可见的，这些页面的创建都会有一定的耗时，而且除了创建以外，可能还会有一些业务逻辑在里面，比如发送一些请求等，那就会对整个启动造成一定的性能损耗。所以在这次优化过程中，我们就使用lazy创建的方式进行优化，启动只创建可见的页面即首页，而其它几个页面，只有在用户点击对应tab时，才进行创建显示，这一个优化减少了近0.5s的耗时。
在上述三个主要策略的优化指导下，手淘的启动流程图变为如图1所示的结构(Android情况也类似)，从图中可以看出，在主线程中，启动阶段我们只保留了一些必要的初始化，其他一些非必要的操作都被懒加载或者异步化。通过这些策略的调整，我们达到了最开始设定的优化目标。
二.首页优化
作为曝光量最高的页面，快速打开，稳定可用，及时更新是三大目标。
在首页，展示的内容大致分为四类：
- 二级页面的入口，图标，标题和位置相对固定；
- 顶部的轮播图，一般为六幅图片，作为不同运营模块或活动的入口；
- 根据用户身份运算出来的推荐商品，店铺
- 顶部的消息盒子入口，带未读消息数字图标。
对于这四类，采用不同的处理方式：
对于1和2，进行了大量的本地cache化工作，将这些入口文字图标缓存在本地，首先展示上次cache内容，即使遇到无网的情况，首页的整体框架页面，cache过的图片和文字都能绘制出来。
本地cache内容会有一个有效时间戳，在绘制完毕后判断如果cache实际过期了，就会异步网络拉取，下载完毕后做页面刷新。
对于3）采用优化页面结构和层次的方法：推荐商品放在页面最下部，当用户主动滚动上滑时做拉取绘制，避免页面一次拉取数据内容过度。
对于4）采用lazy化，即延迟处理，在首屏其他内容完成基础绘制后，才调用接口拉取未读消息数量。
同启动步骤，首页这里也使用了任务异步化，目前主流手机都是多核处理器，部分 task 可以充分利用多核优势，放在异步线程里完成。比如首页的数据量是相对比较大的，这些数据的加载，解析，拼装都是非常耗时的操作，通过将这些耗时操作进行异步化，保证主线程的正常调度，只有等数据都准备好了，才在主线程中进行UI的渲染更新，从而保障了主线程的流畅性。
三.购物车优化
购物车已经成为用户的“第二收藏夹”，大量用户通过多终端（PC，手机）不断更新购物车的内容。在本地建立缓存保存数据，及时展示给用户是提升打开购物车页面的必然手段。
但购物车中的商品会根据活动，店家，单一商品数量等产生不同的优惠组合，在端A上添加或删除某一个商品，都会产生总价的复杂变化。而这个价格计算规则客户端是无法实时获取到的，由服务端计算完毕后下发。
所以这就导致购物车的价格展示不仅仅是一个简单的“单品价格*商品数量＝总价”的公式。客户端在更新时，不断要拉取到商品数量的变化，也要拉取到总价的变化。
以往是采用用户主动刷新时全量更新的方法，现在优化为差量更新，不但流量减少，更有效地提升了拉取和刷新展示的速度。
上面从业务环节讲述了优化的方法，这里从基础服务角度来描述优化手段：
四.网络优化
我们都知道主干互联网传输消耗的时间。主要包括三部分时间：DNS查找、TCP/TLS握手、数据传输。如何降低这三部分的耗时是网优的重要手段：
1)IP直连:
实现方式是HTTP DNS。在启动完成后时发送一次HTTP请求获取一组手机淘宝中使用的域名IP映射表，并缓存在本地。每次发起连接时，直接在网络层使用IP代替域名直连。这种方式除了节省DNS时间，也可以规避掉公网DNS Server被攻击导致的手淘服务瘫痪，这种情况2013年曾经发生过一次，手淘未受任何影响。
2)建立长连接：通过spdy实现, 减少TCP/TLS握手，降低建立连接成本。对于从CDN下载图片速度帮助很大。
3) 域名收敛：收敛域名至公司的主力CDN域名。
尽量将请求集中在少数几个域名下，以提高长连接的复用率.
4)TCP调优：
无线网络特点是丢包率高、RT长，针对此特点可以针对性的TCP调优。
实施的方案：
调大初始拥塞控制窗口、关闭空闲slow-start、动态MSS、关闭TCP DF、去掉TCP时间戳
5)报文缩减：逐步由json协议格式向类PB协议转换。
五．图片方面优化
图片是电商app使用场景中最多的元素，如何快速节省流量的下载和渲染图片是电商app都非常关注的。除了上面网络优化提的长连接，域名收敛等几点之外，手淘还建立图片的分级机制。
按分辨率，质量，锐化，格式四个纬度，对同一张图片生成了不同组合的衍生文件。
设置了一系列匹配规则，针对不同屏幕，不同机型处理能力，不同网络环境，配置出合适当前情况的图片大小质量，保证图片大小既节省又保证用户视觉体验。
其中一个经验是当锐化程度高时，即使图片质量较低，图片色彩清晰度也都能让用户满意。
六．工欲善其事必先利其器
在整个手淘的启动优化过程中，系统的工具帮了我们很大的忙，Android的主要是自带的 TraceView工具，IOS 主要是Instruments自带的Time Profiler，System Trace等工具，它们都是数据采集和分析工具，主要用于分析应用程序中的hotspot，都非常强大。工具的具体使用方法不在本文论述范围内，但是这些工具都提供了程序中的所有线程使用状况，而且线程中的每一次的调用都可以看到具体的堆栈信息、耗时等详细信息。通过对这些调用的分析，就可以找到启动过程中相对耗时的调用。分析出具体的瓶颈点以后，就可以有针对性地进行具体优化了。
比如 手淘Android启动阶段以前有一个加密存储的模块，它会调用系统的SecretKeyFactory.getInstance()方法来生成加密的 key，我们是通过 TraceView 才发现这个函数调用会耗时300ms 以上，通过 TraceView看里面的调用堆栈发现它里面存在锁操作，所以比较耗时，找到这个瓶颈点之后，手淘Android调研了多种加密存储方式，最后换了一种比较轻量的加密存储模块，优化了该瓶颈点。
