Android性能优化-UI优化

news2024/11/24 14:57:37

文章目录

一.Android绘制原理
- View绘制过程
- 双缓冲机制
- 布局加载原理
- 布局加载优化
- - 1. AsyncLayoutInflater方案
  - 2. X2C方案
  - 3. Compose方案
二.布局优化
三.绘制优化
- 1. 去掉多余背景色,减少复杂shape的使用
- 2. 自定义View使用clipRect屏蔽被遮盖View绘制
- 3.onDraw 中不要创建新的局部对象。
- 4.onDraw方法中不要做耗时的任务，

一.Android绘制原理

View绘制过程

CPU：执行应用层的measure、layout、draw等操作，绘制完成后将数据提交给GPU
GPU：进一步处理数据，并将数据缓存起来
屏幕：由一个个像素点组成，以固定的频率（16.6ms，即1秒60帧）从缓冲区中取出数据来填充像素点
总结一句话就是：CPU 绘制后提交数据、GPU 进一步处理和缓存数据、最后屏幕从缓冲区中读取数据并显示。

双缓冲机制

看完上面的流程图，我们很容易想到一个问题，屏幕是以16.6ms的固定频率进行刷新的，但是我们应用层触发绘制的时机是完全随机的。
如果在GPU向缓冲区写入数据的同时，屏幕也在向缓冲区读取数据，怎么办？所以，在屏幕刷新中，Android系统引入了双缓冲机制， GPU只向Back Buffer中写入绘制数据，且GPU会定期交换Back Buffer和Frame Buffer，交换的频率也是60次/秒，这就与屏幕的刷新频率保持了同步。
在这里插入图片描述
虽然我们引入了双缓冲机制，但是我们知道，当布局比较复杂，或设备性能较差的时候，CPU并不能保证在16.6ms内就完成绘制数据的计算，所以这里系统又做了一个处理。当你的应用正在往Back Buffer中填充数据时，系统会将Back Buffer锁定。如果到了GPU交换两个Buffer的时间点，你的应用还在往Back Buffer中填充数据，GPU会发现Back Buffer被锁定了，它会放弃这次交换。这样做的后果就是手机屏幕仍然显示原先的图像，这就是我们常常说的掉帧

布局加载原理

由上面可知，导致掉帧的原因是CPU无法在16.6ms内完成绘制数据的计算。而之所以布局加载可能会导致掉帧，正是因为它在主线程上进行了耗时操作，可能导致CPU无法按时完成数据计算，布局加载主要通过setContentView来实现，一起来看看它的时序图
在这里插入图片描述

布局加载优化

1. AsyncLayoutInflater方案

syncLayoutInflater 是来帮助做异步加载 layout 的，默认情况下 setContentView 函数是在 UI 线程执行的，其中有一系列的耗时动作：Xml的解析、View的反射创建等过程同样是在UI线程执行的，AsyncLayoutInflater 就是来帮我们把这些过程以异步的方式执行，保持UI线程的高响应。

	  @Override
	    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
	        super.onCreate(savedInstanceState);
	        new AsyncLayoutInflater(AsyncLayoutActivity.this)
	                .inflate(R.layout.async_layout, null, new AsyncLayoutInflater.OnInflateFinishedListener() {
	                    @Override
	                    public void onInflateFinished(View view, int resid, ViewGroup parent) {
	                        setContentView(view);
	                    }
	                });
	        // 别的操作
	    }

这样做的优点在于将UI加载过程迁移到了子线程，保证了UI线程的高响应缺点在于牺牲了易用性，同时如果在初始化过程中调用了UI可能会导致崩溃

2. X2C方案

X2C是掌阅开源的一套布局加载框架。
它的主要是思路是在编译期，将layout翻译生成对应的java文件，这样对于开发人员来说写布局还是写原来的xml，但对于程序来说，运行时加载的是对应的java文件。
使用时如下所示,使用X2C.setContentView替代原始的setContentView即可

// this.setContentView(R.layout.activity_main);
X2C.setContentView(this, R.layout.activity_main);

X2C优点

在保留xml的同时，又解决了它带来的性能问题
据X2C统计，加载耗时可以缩小到原来的1/3

X2C问题

部分属性不能通过代码设置,Java不兼容
将加载时间转移到了编译期，增加了编译期耗时

3. Compose方案

Compose 是 Jetpack 中的一个新成员，Compose使用纯kotlin开发，使用简洁方便，Compose是未来android UI开发的方向

二.布局优化

布局优化的本质就是减少View的层级。常见的布局优化方案如下：

使用ConstraintLayout,可以实现完全扁平化的布局，减少层级
嵌套的LinearLayout中，尽量不要使用weight，因为weight会重新测量两次
在LinearLayout和RelativeLayout都可以完成布局的情况下优先选择RelativeLayout，可以减少View的层级，但是注意相同组件可能RelativeLayout绘制时间长
使用 < include > 标签将常用的布局组件共同的部分抽取出来，以便复用。
通过 < ViewStub > 标签来加载不常用的布局，延迟加载（需要的时候在activity中加载出来）
使用 < Merge > 标签来减少布局的嵌套层次