Android 性能优化: Render + Hierarchy-viewer工具

Android 什么情况下会出现卡顿现象:


丢帧.png

android 绘制的机制是每60帧(16ms)绘制一次;
正常来讲程序要在update的时间里面做好绘制前的准备,而且这个准备时间不能超过16ms,这样就不会有卡顿的现象,
如果update 的时间超过了16ms ,比如图中的24ms, 那么在这次绘制过程中,原本到了16ms时,系统要执行绘制,但是发现程序运行过慢,导致这一帧的绘制准备工作没执行完,那么这次绘制就执行不了,导致丢帧;

Android 渲染的两大组件 CPU + GPU,如下图所示:
CPU 负责测量,布局,记录,执行
GPU 负责将CPU传递过来的view 栅格化并存储;

image.png

下图总结性的展示的了CPU GPU的问题,已经解决工具;
总结来说:

* 1:flatten hierarchy ,xml采用扁平化的设计;比如减少LinearLayout的使用,使用RelativeLayout 减少层级深度,在或者使用约束布局;
* 2:cliprect ,在绘制逻辑中使用正确的API ,尽量绘制要显示的部分,而不去绘制那些被覆盖无需显示的部分;
* 3:remove background, 在xml中,或者在代码(手撸显示逻辑)逻辑中移除不需要的背景;
解决View Render problem.png

Android Render 优化原理

image.png

Android 界面展示的原理大概是,CPU 获取到要显示的内容,比如图片,文字,在CPU 内部提前做一部分栅格化的工作,这个操作是耗时的,如下图上面的沙漏任务;当CPU执行完这部分工作之后就会把任务提交给GPU去做真正的栅格化,这个任务也是相当耗时的,然后在屏幕上的每一个像素点,显示对应的颜色,来完成图像的显示。

image.png

因为CPU,GPU 执行的两个任务都是耗时任务,所以想要优化的话,就是想办法减轻这两个任务的工作量;

这里结合上面总结出来的解决方法来说明;

减轻CPU的工作量,就对应的总结 1:

扁平化设计 XML 布局,让布局的层级深度不那么高,可以减轻CPU的任务量;

减轻GPU的工作量,就对应的总结 2、3:

只绘制需要展示的部分,以及移除多余的背景,目的就是解决overview(重复绘制) 的情况出现,overview 的出现是一次绘制过程中,在同一个像素点上进行了多次绘制,被覆盖的绘制完全是多余的;

问题一:GPU 问题 OverDraw

OverDraw出现是一次绘制过程中,在同一个像素点上进行了多次绘制,被覆盖的绘制完全是多余的;就下图,层级图中的实心红圈背后的白色背景 和 后面的灰色背景,当白色背景显示的层级高于 灰色背景时,灰色背景被白色背景挡住的部分就属于OverDraw;


image.png

1:解决办法:移除多余的background;
2:使用clipXXX绘制要显示的部分;这个地方主要是思想:尽量只绘制需要展示的内容;

如上就是GPU 优化部分了,下面就是CPU优化了;

问题二: CPU 优化

CPU 优化即使用扁平化的设计优化xml布局,减少view 的层级深度;
这里推荐使用一个工具hierarchy view ;
作用1: 可以坚持布局结构;
作用2: 可以测试布局绘制时间;
studio 自带工具,但是在3.0之后 Android monitor 就移除了快捷键icon, 但是我们还是可以在 sdk 的tools ,目录下面找到;

➜  tools ls
NOTICE.txt        emulator          mksdcard          proguard
android           emulator-check    monitor           source.properties
bin               lib               package.xml       support
➜  tools pwd
/Users/conan/Library/Android/sdk/tools

hierarchy-viewer官方文档

值得注意的一点是,默认hierarchy-viewer只能调试模拟器,如果你想在真机上调试,那么你需要添加一个环境变量,具体可以参考文档;

ANDROID_HVPROTO=ddm 

hierarchy-viewer 可以用来分析view绘制的相对耗时,分析onmeasure,onLayout,onDraw的相对耗时;

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