個案研究

Reddit 如何使用 R8 最佳化工具大幅提升效能

4 分鐘小故事
Ben Weiss
開發人員關係工程師

在當今的行動應用程式世界中，流暢的使用者體驗不僅是功能，更是必要條件。載入速度緩慢、介面沒有回應，以及不穩定等問題，都可能大幅阻礙使用者參與度和留存率。在與 Android 開發人員關係團隊合作期間，Reddit 的工程團隊使用 App Performance Score 評估應用程式。評估成效後，他們發現有大幅改善的潛力，因此決定採取行動，充分發揮 Android 應用程式最佳化工具 R8 的效用。這項專案的成果相當顯著，不僅大幅縮短啟動時間，也減少了緩慢或凍結的影格和 ANR，Play 商店評分也整體提升。這項個案研究將詳細說明 Reddit 如何獲得如此亮眼的成果。

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，可透過各種步驟提升應用程式效能。現在就來快速瞭解其中影響最大的步驟。

  • Tree shaking (移除沒用到的程式碼)是縮減應用程式大小最重要的步驟，可移除應用程式依附元件和應用程式本身未使用的程式碼。
  • 方法內嵌會以實際程式碼取代方法呼叫，進而提升應用程式效能。
  • 系統會套用類別合併和其他策略，讓程式碼更精簡。此時，原始碼的可讀性已不再重要，重點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，而且會遭到移除。
  • 識別碼縮減會將類別、欄位和方法名稱變更為較短且沒有意義的名稱。因此，您可能會得到名為「a」的類別，而不是 MyDataModel。
  • 資源縮減 功能會移除未使用的資源 (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

從硬性資料到使用者滿意度：找出實際執行環境中的成功因素

新版應用程式推出後，Reddit 的成效立即有所提升。Reddit 運用 Android Vitals 和 Crashlytics，在實際裝置上收集實際使用者的效能指標，以便比較新推出與舊版。

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R8 如何提升 Reddit 應用程式效能

團隊發現，應用程式的冷啟動速度提升 40% 、「應用程式無回應」(ANR) 錯誤減少 30% 、影格算繪效能提升 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，存取內容的速度也越快。ANR 減少代表應用程式更穩定可靠，可降低使用者挫敗感。畫面格算繪更順暢，可消除 UI 卡頓，讓捲動和動畫效果流暢且反應靈敏。這些正面技術影響也清楚反映在使用者的情緒上。

在 Google Play 商店中，可直接查看最佳化成效的使用者滿意度指標。推出 R8 最佳化版本後，團隊發現使用者情緒和參與度出現顯著正向的變化。

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Drew Heavner：「啟用 R8 的完整潛力工具不到 2 週」

最令人印象深刻的是，這項成就的達成，完全是專注努力的成果。Reddit 負責這項計畫的軟體工程師 Drew Heavner 表示，實作這些變更以充分發揮 R8 的潛力，不到兩週就完成了。

確認改善程度：深入瞭解巨集基準測試

觀察到實際改善成效顯著後，Reddit 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。在這次分析中，Reddit 工程團隊提供了兩個版本的應用程式：一個未經過最佳化，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即時 (JIT) 編譯步驟從使用者裝置移至開發人員電腦。生成的預先 (AOT) 編譯程式碼已證實可縮短啟動時間，並減少算繪問題。

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，系統會依序載入這些 DEX 檔案，直到應用程式可以啟動為止。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的檔案，進而提升啟動速度。

Jetpack Macrobenchmark 是這個階段的核心工具，可精確評估受控環境中的使用者互動情形。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，撰寫基準所需的內容如下：

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。經過全面最佳化的應用程式啟動速度提升了 55% ，使用者開始瀏覽的時間也提早了 18% 。此外，最佳化後的應用程式即時 (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。影格轉譯作業也獲得改善，在基準使用者歷程中，轉譯的影格增加了 19% 。最後，應用程式大小縮減了超過三分之一。

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Reddit 整體效能提升

您可以透過自訂 Macrobenchmark 追蹤記錄區段指標，測量 JIT 編譯時間，如下所示：

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

啟用轉型背後的技術：R8

如要啟用完整模式的 R8，請在發布建構類型中，將 app/build.gradle.kts 檔案的 minifyEnabled 和 shrinkResources 和 shrinkResources 設為 true，藉此設定 app/build.gradle.kts 檔案。

android {

    ...

    buildTypes {

        release {

            isMinifyEnabled = true

            isShrinkResources = true

            proguardFiles(

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

                "keep-rules.pro",

            )

        }

    }

}

完成這項步驟後，請進行端對端全面測試，因為效能最佳化可能會導致非預期的行為，最好在使用者發現前先找出問題。

如本文稍早所述，R8 會進行大量最佳化作業，盡量提升成效。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。如果發現這些修改會導致錯誤，您需要透過保留規則宣告程式碼中 R8 不應修改的部分。

在應用程式中採用 Reddit 的做法

Reddit 採用 R8 後獲得的成功，可做為任何開發團隊的強大案例研究，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隨之提升的直接關聯，凸顯了效能最佳化的價值。

其他開發人員只要按照本案例研究的藍圖，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，並運用基準確認及深入瞭解，就能獲得類似的成效。

如要在自己的應用程式中使用 R8，請參閱最新更新的官方說明文件和指南，瞭解如何啟用、設定及排解 R8 最佳化工具的問題。

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