1，卡顿的原因
界面绘制：主要原因是绘制的层级深、页面复杂、刷新不合理，由于这些原因导致卡顿的场景更多出现在UI和启动后的初始界面以及跳转到页面的绘制上。
数据处理：导致这种卡顿场景的原因是数据处理量太大，一般分为三种情况，一是数据处理在UI线程（这种应该避免），二是数据处理占用CPU高，导致主线程拿不到时间片，三是内存增加导致GC频繁，从而引起卡顿。
先行了解下Android的UI刷新机制：Android Project Butter分析
2，Profile GPU Rendering
从应用层绘制一个页面（View），主要有三个过程：CPU准备数据→GPU从数据缓存列表获取数据→Display设备绘制，这三个过程的耗时可以通过一个手机开发辅助工具查看：Profile GPU Rendering。Profile GPU Rendering是系统提供的UI绘制检测工具，在设置开发者选项中可以打开，打开后显示如下：
它是一个图形监测工具，能实时反应当前绘制的耗时。横轴表示时间，纵轴表示每一帧的耗时（单位为ms）。随着时间推移，从左到右的刷新呈现。提供了一个标准的耗时，如果高于标准耗时，表示当前这一帧丢失。
每一条柱状图都由4种颜色组成：红、黄、蓝、紫，这些线对应每一帧在不同阶段的实际耗时。
蓝色：代表测量绘制的时间，就是记录了在屏幕上更新视图需要花费的时间，也可以理解为执行每一个View的onDraw方法，创建或者更新每一个View的Display List对象。在蓝色的线很高时，有可能是因为需要重新绘制，或者自定义视图的onDraw函数处理事情太多。
红色：代表执行的时间，这部分是Android进行2D渲染通过API将数据发送到GPU，最终在屏幕上显示出来。当红色的线非常高时，可能是由重新提交了视图而导致的。
橙色：表示处理时间，或者是CPU告诉GPU渲染一帧的地方，这是一个阻塞调用，因为CPU会一直等待GPU发出接到命令的回复，如果柱状图很高，就意味着GPU太繁忙了。
·绿色（紫色）：表示将资源转移到渲染线程的时间，只有Android 4.0及以上版本才会提供。
任何时候超过绿线（警戒线，对应时长16ms），就有可能丢失一帧的内容，虽然对于大部分应用来说，丢失几帧确实感觉不出卡顿，但保持UI流畅的关键就在于让这些垂直的柱状条尽可能地保持在绿线下面。但是这个Profile GPU Rendering工具是提供我们肉眼看一个页面的绘制情况的直观表现，一般并不会帮我们找到代码中哪些不合理的地方，需要其它工具才可以。
3，TraceView
TraceView是Android SDK提供的性能检测工具，它是一个图形工具，可以检测Android应用层和Framework层的代码执行情况，形成一个图表，从中可以分析出每个方法的执行时间。
1，TraceView的GUI使用方式：
（1）使用方式：AndroidStudio——Tools——Android——Android Device Monitor
（2）单击Strart Method Profiling按钮，如下图：
（3）开启后，在需要检测的路径上做一些操作，例如滑动列表，跳转Activity等等，然后点击Stop Metod Profiling，结果出生成如下图所示的结果图表：
2，TraceView的代码使用方式：
上面的GUI使用方式不太明确，也不精确，很难控制操作的路径，有个更好的方式就是在代码中控制执行的流程，在android.os.Debug类中提供了startMethodTracing和stopMethodTracing方法，前面用来设置开始检测的位置，后面设置结束检测的位置，例如：
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mRecyclerView = (RecyclerView) findViewById(R.id.recyclerView);
LinearLayoutManager layoutManager = new LinearLayoutManager(this);
mRecyclerView.setLayoutManager(layoutManager);
mDataSource = new ArrayList<>();
myAdapter = new MyAdapter(mDataSource);
mRecyclerView.setAdapter(myAdapter);
Debug.startMethodTracing("ui_trace");
addDataSource();
Debug.stopMethodTracing();
myAdapter.refreshData(mDataSource);
}
private void addDataSource() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
mDataSource.add(new ItemBean(R.mipmap.ic_launcher, "This is Data No." + i));
}
}
注意：在startMethodTracing方法中需要传入一个文件名，那么系统执行到这段代码时，会自动在指定的目录下创建一个.trace的文件。因为涉及了IO操作，还需要WRITE_EXTERNAL_STORAGE权限。
3，TraceView的面板
Traceview视图分两部分，上半部分为时间片面板（Timeline Panel），下半部分为分析面板（Profile Panel）。
X轴表示时间消耗，单位为毫秒（ms），Y轴表示各个线程，每个线程中的不同方法使用了不同的颜色来表示，颜色占用面积越宽，表示该方法占用CPU时间越长。
时间片面板可以放大/缩小，也可以指定区域放到最大，方便查看具体的过程，一般优先选择放大耗时严重的区域。
使用TraceView查看耗时，主要关注Calls+Recur Calls/Total和Cpu Time/Call这两个值，也就是关注调用次数多和耗时久的方法，然后优化这些方法的逻辑和调用次数，减少耗时。
注意：RealTime与cputime区别为：因为RealTime包括了CPU的上下文切换、阻塞、GC等，所以RealTime方法的实际执行时间要比CPU Time稍微长一点。
4，Systrace
Systrace是Android 4.1及以上版本提供的性能数据采样和分析工具。它可以帮助开发者收集Android关键子系统（如surfaceflinger、WindowManagerService等Framework部分关键模块、服务，View系统等）的运行信息，从而帮助开发者更直观地分析系统瓶颈，改进性能。Systrace的功能包括跟踪系统的I/O操作、内核工作队列、CPU负载等，在UI显示性能分析上提供很好的数据，特别是在动画播放不流畅、渲染卡等问题上。Systrace工具可以跟踪、收集、检查定时信息，可以很直观地查看CPU周期消耗的具体时间，显示每个线程和进程的跟踪信息，使用不同颜色来突出问题的严重性，并提供如何解决这些问题的建议。
注意：由于Systrace是以系统的角度返回一些信息，并不能定位到具体耗时的方法，要进一步获取CPU满负荷运行的原因，就需要使用前面介绍过的工具Traceview。
1，Systrace的GUI使用方式
（1）使用方式：AndroidStudio——Tools——Android——Android Device Monitor
（2）点击Systrace，设置好trace文件保存的路径和检测的时间，默认是5s
（3）然后在应用中进行一些操作
（4）在设置的时间结束后，会在指定的目录下生成一个trace.html的文件，这个文件需要使用Google Chrome浏览器打开查看。
2，Systrace的代码使用方式
Systrace不会追踪应用的所有工作，所以在有需求的情况下，需要添加要追踪的代码部分。可以通过Trace类来实现这个功能，即Trace.beginSection（）与Trace.endSection（）之间的代码工作会一直被追踪。
注意：
在Trace被嵌套在另一个Trace中时，endSection（）方法只会结束离它最近的一个beginSection（String），即在一个Trace的过程中是无法中断其他Trace的。所以要保证endSection（）与beginSection（String）调用次数匹配。
Trace的begin与end必须在同一线程中执行。
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private RecyclerView mRecyclerView;
private MyAdapter myAdapter;
private List mDataSource;
@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2)
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mRecyclerView = (RecyclerView) findViewById(R.id.recyclerView);
LinearLayoutManager layoutManager = new LinearLayoutManager(this);
mRecyclerView.setLayoutManager(layoutManager);
mDataSource = new ArrayList<>();
myAdapter = new MyAdapter(mDataSource);
mRecyclerView.setAdapter(myAdapter);
Trace.beginSection("systrace");
SystemClock.sleep(2000);
addDataSource();
Trace.endSection();
myAdapter.refreshData(mDataSource);
}
private void addDataSource() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
mDataSource.add(new ItemBean(R.mipmap.ic_launcher, "This is Data No." + i));
}
}
}
上面就是Systrace生成的.html的文件在chrome中打开后的样子，比较长，但是我们可以通过键盘上的awsd四个键移动和缩放视图，其中我们比较关注的是Alerts和Frame两个数据。
（1）Alerts
图中发现Alerts上有些数据，单击每个数据都可以在下面看到每个数据代表的含义和描述。
（2）Frame
每个应用都有一行专门显示frame，每一帧就显示为一个灰色的圆圈。当显示为黄色或者红色时，它的渲染时间超过了16.6ms（即达不到60fps的水准）。使用W键放大，看看这一帧的渲染过程中系统到底做了什么，同时它会将任何它认为性能有问题的东西都高亮警告，并提示要怎么优化。
但是，如果想知道UI线程怎么会花费这么多时间的话，就需要使用TraceView，来分析具体是哪些函数在消耗时间。
参考资料：
Android Project Butter分析
Android 编程下的 TraceView 简介及其案例实战
Android 性能优化 二 TraceView工具的使用
Android系统性能调优工具介绍
使用Systrace分析UI性能