Насколько медленно работает рефлексия в Android?

(На данный момент мы проанализировали довольно много приложений и нашли большое количество проблем, которые значительно ухудшают их производительность. Начиная с этого поста, мы будем описывать их одну за другой. )

Естественно, рефлексия - это очень полезная вещь в Java и Android разработке. Даже несмотря на то, что она часто может быть причиной значительных проблем с производительностью в Android приложениях. Давайте посмотрим на несколько реальных примеров, чтобы понять как это может на них повлиять.

Два примера из реальной жизни

Наш первый пример - NYTimes Android app. С помощью NimbleDroid, наши друзья в NYTimes нашли, что “reflective type adapters” в Gson замедляют их приложение на 700ms. В итоге они починили это с помощью написания custom type adapters.

Наш второй пример - Photobucket, большая платформа для обмена фотографиями. Тут, рефлексия снова причина больших проблем.

Мы видим, что время выполнения конструктора com.photobucket.api.client.jersey.UserClient - это целых 660ms. На iricle graph мы можем увидеть, что причина такой большой задержки - рефлексия. Давайте посмотрим:

Напомним, что метод getGenericInterfaces() возвращает типы интерфейсов, которые реализуют данный класс. Тут он вызывается 5 раз и это занимает ~81ms. Конечно, изначально это не выглядит слишком много, но все эти вызовы вместе занимают около 600ms. Давайте копнем поглубже и попытаемся понять, почему это занимает столько времени.

Похоже, что эта библиотека позволяет разработчикам настроить REST клиент с помощью аннотаций. Проблема в том, что она не обрабатывает аннотации во время сборки, но создает REST клиент в runtime (с помощью рефлексии). С точки зрения производительности - это катастрофа.

Micro-benchmarks

Мы создали простой тест чтобы посмотреть, насколько медленно работает рефлексия.

Мы будем работать в android.app.Activity и повторять опериции по 10.000 раз, например:

Class<?> clazz = android.app.Activity.class;
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
	clazz.getFields();
}

Мы также добавили два теста, которые включают создания обьектов (типа DummyItem - полностью пустой класс), чтобы посмотреть на замедления только со стороны рефлексии. Вот пример:

try {
    for (int i = 0; i < 1_000_000; i++) {
        DummyItem.class.newInstance();
    }
} catch (InstantiationException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
    e.printStackTrace();
}

И вот наши результаты (все числа в миллисекундах, измерено на наших реальных устройствах, используемых каждый день, чтобы сделать тест более приближенным к реальности):

Очевидно, что рефлексия на Android - это довольно медленно: сравните данные с рефлексией (1332ms, 6384ms, 2891ms) и данные без нее (312ms, 358ms, 774ms). Интересно, что на Android 5.0 ART рефлексия исполняется медленнее, чем на Android 4.1 Dalvik.

Больше примеров

ActiveAndroid - еще одна библиотека, использующая рефлексию. Давайте посмотрим, как она влияет на время запуска, проанализировав несколько приложений из Play store:

Вот Scribd:

У Myntra похожие проблемы:

Как видите, библиотеке нужно больше секунды для инициализации. Это довольно много, учитывая, что пользователи ожидают время запуска приложения около 2 секунд..

В заключение хочется сказать, что рефлексия на Android работает довольно медленно. Чтобы улучшить UX ваших пользователей, мы советуем: