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Android的性能優(yōu)化（上）

來源：程序員人生發(fā)布時間：2016-11-22 08:14:41 閱讀次數(shù)：3090次

1.Android UI的渲染機制

當我們感覺到的流暢畫面，需要的畫面幀數(shù)要到達40幀到60幀每秒。而1幀的時間大約是16.67ms，換句話說，在1000ms的時間內(nèi)，16.67ms大約就是現(xiàn)實60幀畫面的單位時間。在Android系統(tǒng)中，系統(tǒng)是通過VSYNC信號觸發(fā)對UI的渲染的，如果系統(tǒng)每次渲染的事件都保持在16.67ms之內(nèi)，那末我們看到的UI界面將是非常的流暢的，這也就需要我們將所有程序的邏輯都保證在16ms以內(nèi)，如果不能在16ms內(nèi)完成繪制，那末就將造成丟幀的現(xiàn)象。即當前該重繪的幀被未處理完成的邏輯阻塞，例如1次繪制任務(wù)耗時20ms，那末在16ms系統(tǒng)發(fā)出的VSYNC信號就沒法繪制，該幀就會被拋棄，等待下次信號擦次開始繪制，這就是畫面卡頓的緣由。

Android系統(tǒng)提供了檢測UI渲染時間的工具，在“開發(fā)者選項中”有“GPU顯現(xiàn)模式分析”，選擇“在屏幕上顯示為條形圖”，以下所示（本測試機為魅族，其他手機可能略有不同）：
這里寫圖片描述

每個條形圖都包括有3部份，藍色部份表示丈量繪制Display List的時間，紅色代表的是OpenGL渲染Display List所需要的時間，黃色代表的是CPU等待GPU處理的時間，中間的綠色橫線代表的是VSYNC時間16ms，需要盡可能將所有條形圖都控制在這條綠線之下。

2.overDraw

overDraw表示的就是過度繪制，是指在1幀的時間內(nèi)（16.67ms）像素被繪制了屢次，理論上1個像素每次只繪制1次是最優(yōu)的，但是由于堆疊的布局致使1些像素會被屢次繪制，而每次繪制都會對應(yīng)到CPU的1組繪圖命令和GPU的1些操作，造成CPU和GPU資源的浪費。在系統(tǒng)默許的繪制Activity的背景，如果再給布局繪制了堆疊的背景，那末默許Activity的背景就是無效的過度繪制。

在我們的“開發(fā)者選項”中有這樣1個檢測工具“調(diào)用GPU過度繪制”，激活該功能以后可以通過界面上的色彩來判斷overDraw的次數(shù)。
這里寫圖片描述
這個工具可以幫助我們檢測當前區(qū)域的繪制次數(shù)，從而優(yōu)化界面繪圖層次，盡可能增大藍色的區(qū)域，減少紅色的區(qū)域。

3.優(yōu)化布局層次

在Android中，系統(tǒng)對View進行丈量，布局和繪制時，都是通過對View數(shù)的遍歷來進行操作的。如果1個View樹的高度太高，就會嚴重影響到丈量，布局和繪制的速度，因此，優(yōu)化布局的第1個方法就會是下降View樹的高度，Google也在API文檔中建議View樹的高度不宜超過10層。在現(xiàn)在的XML文件的根布局中，我們默許RelativeLayout來替換使用LineraLayout作為默許的根布局，其緣由就是通過扁平的RelativeLayout來下降LineraLayout嵌套所產(chǎn)生的布局樹的高度，從而提高UI的渲染速度。

1.使用 include 標簽重用Layout

在1個利用程序的界面上，為了保持風格的統(tǒng)1，很多界面都會存在共通的UI，比如所說Topbar,Bottombar，Actionbar等等，如果在每個界面上都進行賦值這1段共通的布局代碼，不但不利于后期代碼的保護，還會增加程序的冗余。這時候候就能夠使用include標簽來定義1這1個共通的UI。

<?xml version="1.0" encoding="utf⑻"?>
<TextView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
              android:layout_width="0dp"
              android:layout_height="0dp"
              android:textSize="28sp"
              android:text="這是共通的UI界面"
              android:gravity="center">
</TextView>

在該共通的布局中，我將layout_width和layout_height設(shè)置為0dp，這樣就迫使調(diào)用者在使用時必須對控件的狂傲進行賦值，否者是沒法看見該控件的。

下1步就是如何使用該共通的UI布局了。只需要在使用該共通的UI布局文件中使用include標簽的layout屬性對這個共通的UI的ID的援用便可。

<?xml version="1.0" encoding="utf⑻"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
              android:orientation="vertical"
              android:layout_width="match_parent"
              android:layout_height="match_parent">


    <include layout="@layout/commen_ui"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"/>

    <TextView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:gravity="center"
        android:textSize="20sp"
        android:text="你好你好你好"/>
</LinearLayout>

這時候候如果我們要對布局中的屬性進行賦值，就要重新覆蓋某1項屬性，進行賦值便可。效果以下：
這里寫圖片描述

2. 使用ViewStub實現(xiàn)view的延遲加載

使用ViewStub標簽來實現(xiàn)對1個view的援用并且實現(xiàn)延遲加載。ViewStub是1個非常輕量級的組件，它不但不可視，而且大小為0，下面來演示如何使用ViewStub來進行實現(xiàn)延遲加載的目的。

首先創(chuàng)建1個布局，這個布局在初始化加載時是不需要顯示的，只有在某些情況下才需要進行顯示的，例如查看用戶信息的時候，只有點擊了某1個按鈕時，用戶詳細信息才顯示出來。
當運行程序后，我們發(fā)現(xiàn)ViewStub中的布局確切沒有顯示出來，那末要如何才能重新加載顯示的布局呢？
首先要通過findViewById（）方法找到組件ViewStub。

mStub = (ViewStub) findViewById(R.id.vs_viewstub);

接下來就有兩種方式顯示這個view：

VISIBLE
通過調(diào)用ViewStub的setVisiblity()方法來顯示這個view.代碼以下：

mStub.setVisibility(View.VISIBLE);

INFLATE
通過調(diào)用ViewStub的inflate()方法來顯示這個view.代碼以下：

View inflate = mStub.inflate();

這兩種方式都是可以將ViewStub重新進行展開，顯示援用的布局，而唯1的區(qū)分在于就是inflate()可以返回援用的布局，從而可以通過View.findViewById()方法來找到對應(yīng)的控件。

View inflate = mStub.inflate();
        TextView textview = (TextView) inflate.findViewById(R.id.textview);
        textview.setText("我是點擊后加載的");

注意：不管只用那種方式，1旦ViewStub被設(shè)置可見或是inflate以后，ViewStub就不存在了，不能被反復的inflate，取而代之的就是被inflate的Layout，并將這個Layout的ID重新設(shè)置為ViewStub中通過android:inflateId屬性所指定的ID，這也就是為何兩次點擊以后會報錯的緣由：以下所示：

Caused by: java.lang.IllegalStateException: ViewStub must have a non-null ViewGroup viewParent

扼要說明View.GONE和ViewStub標簽的區(qū)分是甚么？共同點都是初始時都不會顯示，但是ViewStub標簽只會在顯示時才會去渲染全部布局，而View.GONE,在初始化布局樹的時候就已添加在布局樹文件中了，相比之下ViewStub的效力會更高。
以下圖所示：
這里寫圖片描述

4.hierarchyviewer.bat

hierarchyviewer.bat是沒法在真機上進行使用的，只能在摹擬器上使用或是原生的摹擬器上使用，也就是沒有加密的裝備上。固然真機上也是可以用的，可以到github上下載1個開源項目View Server，下面在摹擬器上使用hierarchyviewer.bat。
hierarchyviewer.bat位于sdk\tools目錄下，直接雙擊便可啟動，以下：
這里寫圖片描述

注意：我們在使用hierarchyviewer的時候，1定要是摹擬器是打開的，這樣才能在hierarchyviewer中看到我們要顯示的布局文件。
這里寫圖片描述

下面我們寫1個非常冗余的布局進行顯示文件，代碼以下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf⑻"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
              android:layout_width="match_parent"
              android:layout_height="match_parent"
              android:orientation="vertical">

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent">

        <LinearLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent">

            <Button
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="wrap_content"
                android:gravity="center"
                android:text="你好啊啊 啊啊啊啊 啊"
                android:textColor="#efff0019"
                android:textSize="20sp"/>
        </LinearLayout>
    </LinearLayout>

</LinearLayout>

這個布局文件是3層LinearLayout嵌套以后里面裝了1個button，很明顯這些LinearLayout都是冗余的，利用hierarchyviewer可以打開這個布局文件，以下圖所示：

這里寫圖片描述
通常情況下，我們只關(guān)注ID為content的Framlayout的分支，這也是setContentView（）設(shè)置的內(nèi)容，可以很明顯的看出在layout布局文件中（紅色布局），這3層LinearLayout沒有任何的分支，說明是冗余嵌套，可以直接去掉的。

當點擊其中1個view的時候，可以顯示view的繪制情況的，不過第1次點擊的時候各種顯示的事件都是n/a，需要點擊菜單中的Profile Node按鈕重新進行計算，才能回去到繪制信息。在系統(tǒng)的右下方會給出不同色彩的小圓點，用來表示繪制的效力，綠黃紅分別代表的是好中差的繪制效力。
這里寫圖片描述