Android界面渲染优化

上篇介绍了android界面渲染主要是Display的过程,只要在一个时间段也就是16ms中,CPU和GPU不能正常处理完数据就会产生卡顿.

而

CPU(中央处理器) :多缓存多分支,适用于复杂的逻辑运算,主要负责Measure，Layout，Record，Execute的计算操作
GPU(图像处理器):众核少缓存,适用于结构单一的数据处理,主要负责Rasterization(栅格化)操作

实际上最后还是回到Measure,Layout,和draw上.也就是说上述三个步骤中的某一个步骤出现了耗时较长的操作，就容易导致界面卡顿。一般来说多发生在draw上。

过度绘制(Overdraw)

什么是过度绘制？

Overdraw(过度绘制)描述的是屏幕上的某个像素在同一帧的时间内被绘制了多次。在多层次重叠的UI结构里面，如果不可见的UI也在做绘制的操作，会导致某些像素区域被绘制了多次。这样就会浪费大量的CPU以及GPU资源。

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如何检测过度绘制

开发者选项->调试GPU过度绘制->显示过度绘制区域�

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蓝色，淡绿，淡红，深红代表了4种不同程度的Overdraw情况，我们的目标就是尽量减少红色Overdraw，看到更多的蓝色区域

如何优化过度绘制

移除布局中多余的背景
layout层级扁平化,或者该用约束布局(ConstraintLayout)
减少透明度的使用

移除Window默认的Background

通常，我们使用的theme都会包含了一个windowBackground，比如theme的如下：

<item name="android:windowBackground">@color/background_material_light</item>

然后通常我们自己的layout下,会另外加一层背景,这就会引起过度绘制,

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:background="@color/white"
    android:orientation="vertical">

一般的解决方式把theme下的Background移除

<style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light.NoActionBar">
    <item name="android:windowBackground">@null</item>
</style>

或者在Activity中的onCreate()下添加

getWindow().setBackgroundDrawable(null);

去除子控件的背景

在开发中,经常为了一些视觉效果,需要给子控件附加背景.

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:background="@color/white"
    android:orientation="vertical">

    <EditText
           ...
            android:background="@drawable/alert_edit_bg1"
           ... />
 <LinearLayout/>

如果按照过度绘制的思想来看这个问题的话,那这里也会村子啊过度绘制的情况,最合理的设想是如果子view有背景,并且跟父view背景不同,那么应该移除父view的背景,保留子view的背景,这样就能避免过度绘制了。

不过如果真的严格按照这个逻辑来写代码的话,会导致多写很多代码.况且以目前手机的性能来讲,x1级别的过度绘制不太会影响到性能。

将layout层级扁平化

使用Layout Inspector去查看layout的层次结构

老版本Android SDK提供的是一个Hierarchy Viewer工具,可以用来分析布局深度,

但是在Android studio3.1之后,换成了Layout Inspector,入口在Tools-->Layout Inspector

使用嵌套少的布局

相同层级下,Fragment的效率最高,其次是LinearLayout

LinearLayout对比RelativeLayout

LinearLayout在没有设置weight属性的时候,只会对子视图进行一次measure,而RelativeLayout会在水平方向和竖直方向分别进行一次measure
另外,系统的View的measure方法里对绘制过程做了一个优化,如果我们或者我们的子View没有要求强制刷新，而父View给子View的传入值也没有变化（也就是说子View的位置没变化），就不会做无谓的measure。但是RelativeLayout会做两次measure，而在做横向的测量时，纵向的测量结果尚未完成，只好暂时使用myHeight传入子View系统，假如子View的Height不等于（设置了margin）myHeight的高度，那么measure中上面代码所做得优化将不起作用,所以尽量使用padding代替margin

RelativeLayout和LinearLayout性能比较

使用抽象布局 include、merge 、ViewStub

include、merge 、ViewStub这三个布局都是官方提供的用于布局优化的

布局重用 include

标签复用,比起性能上的优化,更大的作用我感觉在xml文件的优化上

减少布局层级 merge

<merge/>多用于替换FrameLayout或者当一个布局包含另一个时，<merge/>标签消除视图层次结构中多余的视图组。

如果xml的根部局是FrameLayout,直接替换成merge就能减少一个布局深度。
如果你的主布局文件是垂直布局，引入了一个垂直布局的include，这个时候就可以将include的根布局替换成merge

延迟加载 ViewStub

ViewStub是一个不可见的，大小为0的View,能为xml加载减小不少压力。常用于 进度条、显示错误消息等不需要第一时间显示的视图，inflate()之后会被对应的layout所代替

注：ViewStub目前有个缺陷就是还不支持 <merge /> 标签。

使用lint来优化布局的层次结构

Analyze->Inspect code

布局性能方面的信息位于Android> Lint> Performance下，我们可以点开它来看下一些优化建议。

下面是lint的一些优化技巧：

使用复合图片
如果一个线性布局中包含一个 ImageView 和一个 TextView，可以使用复合图片来替换掉
合并根节点
如果一个FrameLayout 是整个布局的根节点，并且也没有提供背景、留白等等，那么可以使用<merge>标签来替换掉，因为DecorView本身就是一个FrameLayout。
移除布局中无用的叶子
布局是一个树形的结构，如果一个布局没有子 View 或者背景，那么可以把它移除掉（这布局本身就不可见了）。
移除无用的父布局
如果一个布局没有兄弟，也不是ScrollView 或者根 View，并且也没有背景，那么可以把这个父布局移除掉，然后把它的子view移到它的父布局下。
避免过深的层次结构
过多的布局嵌套不利于性能，可以使用更扁平化的布局，如RelativeLayout、GridLayout、ConstraintLayout等布局来提高性能。布局默认的最大深度为10

减少透明度的使用

对于不透明的view，只需要渲染一次即可把它显示出来。但是如果这个view设置了alpha值，则至少需要渲染两次。这是因为使用了alpha的view需要先知道混合view的下一层元素是什么，然后再结合上层的view进行Blend混色处理。透明动画、淡入淡出和阴影等效果都涉及到某种透明度，这就会造成了过度绘制。可以通过减少渲染这些透明对象来改善过度绘制。比如：在TextView上设置带透明度alpha值的黑色文本可以实现灰色的效果。但是，直接通过设置灰色的话能够获得更好的性能。

减少自定义View的过度绘制,使用clipRect()和QuickReject()

clipRect():可以指定一块矩形区域，只有在这个区域内才会被绘制，其他的区域会被忽视,可以有效的节约CPU与GPU的资源
```
canvas.clipRect(0, 0,200,200);  //指定(0,0)到(200,200)的矩形区域为绘制区域
```
QuickReject():判断画布是否与你指定的矩形相交,借此来决定是否需要绘制该画布

boolean skipDraw=canvas.quickReject(new RectF(), Canvas.EdgeType.AA);

onDraw()中不要创建新的局部变量以及不要做耗时操作

onDraw()中不要创建新的局部变量，因为onDraw()方法可能会被频繁调用，大量的临时对象会导致内存抖动，会造成频繁的GC，从而使UI线程被频繁阻塞，导致画面卡顿。这种问题一般android studio的lint静态检查都会报警告,平时多注意些android studio标黄的警告,有助于性能调优