Android UI性能优化实战 识别绘制中的性能问题

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1、概述

2015年初google发布了Android性能优化典范,发了16个小视频供大家欣赏,当时我也将其下载,通过微信公众号给大家推送了百度云的下载地址(地址在文末,ps:欢迎大家订阅公众号),那么近期google又在udacity上开了系列类的相关课程。有了上述的参考,那么本性能优化实战教程就有了坚实的基础,本系列将结合实例为大家展示如何去识别诊断解决Android应用开发中存在的性能问题。那么首先带来的就是大家最关注的渲染的性能优化(~~渲染就是把东西绘制到屏幕上)。

ps:本博客所有案例可能并不会完全按照Google给出的例子,因为范例代码比较多且不好在博客中展示,所以基本代码都会经过调整,但表达的意思不会变。

2、 Android渲染机制

大家自己编写App的时候,有时会感觉界面卡顿,尤其是自定义View的时候,大多数是因为布局的层次过多,存在不必要的绘制,或者onDraw等方法中过于耗时。那么究竟需要多快,才能给用户一个流畅的体验呢?那么就需要简单了解下Android的渲染机制,一图胜千言:

Android系统每隔16ms发出VSYNC信号,触发对UI进行渲染,那么整个过程如果保证在16ms以内就能达到一个流畅的画面。那么如果操作超过了16ms就会发生下面的情况:

如果系统发生的VSYNC信号,而此时无法进行渲染,还在做别的操作,那么就会导致丢帧的现象,(大家在察觉到APP卡顿的时候,可以看看logcat控制太,会有drop frames类似的警告)。这样的话,绘制就会在下一个16ms的时候才进行绘制,即使只丢一帧,用户也会发现卡顿的~~(ps:上面标识不应该是32ms么,咋是34ms,难道我错过了什么)。

好了,很多朋友会不会奇怪为什么是16ms,16ms意味着着1000/60hz,相当于60fps,那么只要解释为什么是60fps,好在这个问题,网上有解答:

这是因为人眼与大脑之间的协作无法感知超过60fps的画面更新。12fps大概类似手动快速翻动书籍的帧率,这明显是可以感知到不够顺滑的。24fps使得人眼感知的是连续线性的运动,这其实是归功于运动模糊的 
效果。24fps是电影胶圈通常使用的帧率,因为这个帧率已经足够支撑大部分电影画面需要表达的内容,同时能够最大的减少费用支出。但是低于30fps是 
无法顺畅表现绚丽的画面内容的,此时就需要用到60fps来达到想要的效果,当然超过60fps是没有必要的(据说Dart能够带来120fps的体验)。本引用来源:Google 发布 Android 性能优化典范 – 开源中国社区

好了,有了对Android渲染机制基本的认识以后,那么我们的卡顿的原因就在于没有办法在16ms内完成该完成的操作,而主要因素是在于没有必要的layouts、invalidations、Overdraw。渲染的过程是由CPU与GPU协作完成,下面一张图很好的展示出了CPU和GPU的工作,以及潜在的问题,检测的工具和解决方案。


如果你对上图感到不理解,没关系,你只要知道问题:

  • 通过Hierarchy Viewer去检测渲染效率,去除不必要的嵌套
  • 通过Show GPU Overdraw去检测Overdraw,最终可以通过移除不必要的背景以及使用canvas.clipRect解决大多数问题。

如果你还觉得不能理解,没关系,文本毕竟是枯燥的,那么结合实例来展示优化的过程。

3、Overdraw的检测

对于性能优化,那么首先肯定是去发现问题,那么对么overdraw这个问题,还是比较容易发现的。
按照以下步骤打开Show GPU Overrdraw的选项:

设置 -> 开发者选项 -> 调试GPU过度绘制 -> 显示GPU过度绘制

好了,打开以后呢,你会发现屏幕上有各种颜色,此时你可以切换到需要检测的程序,对于各个色块,对比一张Overdraw的参考图:

那么如果你发现你的app上深红色的色块比较多,那么可能就要注意了,接下来就开始说如果遇到overdraw的情况比较严重我们该则么处理。

4、Overdraw 的处理方案一:移除不必要的background

下面看一个简单的展示ListView的例子:

  • activity_main

  • item的布局文件