Android 渲染优化

Posted 2021-05-01 吴小龙同学

为什么优化

卡顿现象，由于复杂的布局或界面过度绘制未能在每帧16ms内完成导致的。

复杂的布局

android系统每隔16ms发出VSYNC信号，触发对UI进行渲染，要每次渲染都成功，这样就必须达到流畅的画面所需要的60fps，否则会发生丢帧的现象，丢帧越多，用户明确感到卡顿。

补充：
1、fps，每秒显示帧数，帧率测量单位（frames per second）;
2、为什么是60fps（16ms=1000/60）？因为人眼与大脑之间的协作无法感知超过60fps的画面更新。

过度绘制

Overdraw（过度绘制）是指系统在单个渲染帧中多次绘制屏幕上的像素。例如，如果我们有一堆堆叠的UI卡，不可见的UI也在做绘制的操作，这样会浪费大量的CPU和GPU资源。

补充：
渲染操作通常依赖于两个核心组件：CPU与GPU。CPU负责包括Measure，Layout，Record，Execute的计算操作，GPU负责Rasterization(栅格化)操作。

如何检测

Show GPU Overdraw

打开Show GPU Overdraw选项进行观察是否存在过度绘制。
步骤：
设置 -> 开发者选项 -> 调试GPU过度绘制 ->显示过度绘制区域。
对比一张Overdraw的参考图，分别有蓝色，淡绿，淡红，深红代表了4种不同程度的Overdraw情况：

蓝色： 意味着overdraw 1倍，像素绘制了两次；
绿色： 意味着overdraw 2倍，像素绘制了三次；
淡红： 意味着overdraw 3倍，像素绘制了四次；
深红： 意味着overdraw 4倍，像素绘制了五次或者更多。

我们的目标就是尽量减少红色Overdraw，看到更多的蓝色区域。

Profile GPU Rendering

打开Profile GPU Rendering，显示每帧画面所需要渲染的时间。
步骤：
设置 -> 开发者选项 -> GPU呈现模式分析  -> 在屏幕上显示为条形图
界面上会滚动显示垂直的柱状图来表示每帧画面所需要渲染的时间，柱状图越高表示花费的渲染时间越长。中间有一根绿色的横线，代表16ms，我们需要确保每一帧花费的总时间都低于这条横线，这样才能够避免出现卡顿的问题。

Hierarchy Viewer

用Hierarchy Viewer工具检查Activity中的布局是否过于复杂
步骤：
Tools -> Android -> Android Device Monitor。

打开Hierarchy Viewe：
启动Android Device Monitor成功之后，在新的的窗口中点击切换视图图标，选择Hierarchy Viewe：
使用Hierarchy Viewer：
其实中带有红色或黄色的点代表速度较慢的View。

友情提示：
APP先运行起来再使用Android Device Monitor，建议用模拟器，手机可能读不到内容。

TraceView

使用TraceView来观察CPU执行情况，使用详见：。

优化

删除不必要的布局背景

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:background="?attr/backgroundColor"
    android:orientation="vertical">

    <com.wuxiaolong.pullloadmorerecyclerview.PullLoadMoreRecyclerView
        android:id="@+id/pullLoadMoreRecyclerView"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"/>
</LinearLayout>

如果这里PullLoadMoreRecyclerView也设置背景色是没有必要了。

另外，使用Android一些自带的主题，window被默认添加一个纯色的背景，theme中添加android:windowbackground=”null”除掉或添加自己需要的背景色，减少渲染。

优化布局层次

通过优化视图层次结构，以减少重叠的UI对象的数量来提高性能。
这里得纠正我一个错误，我平时不想使用RelateLayout，是因为不想每个都命名id，命名是件很头疼的事，所以我更多使用了LinearLayout布局。为了提高性能，还是尽量多使用RelativeLayout吧。

使用include、merge、ViewStub

1、include布局重用；
2、merge减少视图层级；
3、ViewStub标签是当你需要时才会加载
详细介绍见：

自定义组件的onDraw()

1、避免大量创建临时对象，比如String，以免频繁触发GC；
2、考虑使用canvas.clipRect()绘制需要被绘制的区域。

ListView

1、考虑使用ViewHolder；
2、或者RecycleView来代替

Lint

Lint是一个代码扫描工具，能够帮助我们识别代码结构存在的问题。在布局文件上运行lint工具来搜索可能的视图层次结构优化是一种很好的做法。
步骤：Android Studio，Analyze -> Inspect Code。
布局信息将显示在Android> Lint> Performance下：
要查看更多详细信息，您可以单击每个项目来展开它，并在屏幕右侧的窗格中查看更多信息。
lint规则：

• Use compound drawables - A LinearLayout which contains an ImageView and a TextView can be more efficiently handled as a compound drawable.

• Merge root frame - If a FrameLayout is the root of a layout and does not provide background or padding etc, it can be replaced with a merge tag which is slightly more efficient.

• Useless leaf - A layout that has no children or no background can often be removed (since it is invisible) for a flatter and more efficient layout hierarchy.

• Useless parent - A layout with children that has no siblings, is not a ScrollView or a root layout, and does not have a background, can be removed and have its children moved directly into the parent for a flatter and more efficient layout hierarchy.

• Deep layouts - Layouts with too much nesting are bad for performance. Consider using flatter layouts such as RelativeLayout or GridLayout to improve performance. The default maximum depth is 10.

Lint除了layout优化，还能检查编码、可访问性等问题。

参考

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