android性能跟踪分析工具系列 - GPU 呈现模式分析

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ps：喜欢的点赞哦 android性能跟踪分析工具系列 - 目录

找到一篇GPU 呈现模式中基础概念解释最浅显易懂的，大家看完这篇再看下面的内容会好很多

• 【摘】Android性能优化系列——Profile GPU Rendering

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GPU 呈现模式分析这是 android 手机自带的工具，先来看看这个工具：

device-2017-09-14-211441.png

上图中下面的红线，绿线就是我们想要的了，先别着急，下面就会细细说来

如何使用

这个使用起来很简单的，打开 Android 手机 设置 - 开发者选项 - GPU呈现模式分析，然后我们想分析哪个 app，哪个页面直接打开就好了，下面直接就会我们想要的数据图标，是不是很方便，嗯嗯，简单的才是最好的

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可以监控到哪些信息

每种分析工具为外乎监控和分析数据，GPU 呈现模式分析工具又可以获取什么信息呢：

• 可以查看android 手机每一帧的渲染情况，每一帧的总耗时，是否超过16ms，中间绿色横线表示16ms
• 指定计算区域的耗时情况，图片里每种颜色代表不同的数据计算阶段

这个工具其实是最好用的了，很早就出现了，而且google一直在维护，更新，增强。仔细看这个工具有点如下优势：

• 一是数据是试试刷新的
• 二是查看效果直观，数据直接在我们需要的页面下面展示
• 三是数据量丰富，图标不同颜色代表不同的任务，那个任务耗时一眼就可以查看出来，总之是这个工具是结合数据获取/展示/分析的一个很优秀的工具

经验丰富的程序员通过这个工具就可以大前提查看出 app 哪里跑的慢了，看颜色条就知道，结合状况就可以有的放矢的结合其他工具去仔细查找了。

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使用详解

GPU 呈现模式分析工具最核心的就是了解每种颜色代表什么任务，android 6.0之后，改工具得到加强，颜色条变得更多，其实我们查看起来还是看原来那些任务

4.x - 5.x 版本

• 蓝色Update
  这部分代表View创建和更新DisplayList的时间，如果这部分很高，那么表示我们有很多自定义的View，或者在 View.onDraw(Canvas) 当中进行了过于复杂的操作

• 紫色XFer
  这部分在Android 4.0之后才有，表示将资源传递到渲染线程所花的时间

• 红色Execute
  这部分代表Android 2D渲染器向OpenGL发送命令来绘制和重绘的时间，这些命令就是来自于前面生成的Display List，如果这部分很高，那么说明执行Display Lists中的命令花费了很多的时间

• 黄色Process
  是指将一帧图像交给合成器（compositor）的时间，如果这部分很高，那么说明GPU当前很忙碌

我在本系列文章的理论简介中说到了渲染一帧的过程 ：

• cpu测量，布局界面上变动的视图对象，然后绘制这些 view(onDraw方法) 生成界面一帧数据
• 然后 cpu 把这计算出的这一帧数据传递给 gpu，这一帧数据也叫纹理，具体的去看 OpenGL的内容
• gpu 根据cpu 传递过来的纹理数据，去具体的绘制出2D 图形来
• cpu 等待 pgu 通知绘制完成，cpu 才可以去干别的事，要不 cpu 会一直等着。。。这才算是完成了一帧的渲染

我们现在再来看数据图，从下往上看，先是蓝色的 update 部分，蓝色执行的内容说白了就是执行有变动 view 的 measu / layout / onDraw 方法，然后生成一帧新的纹理。然后是紫色的 XFer 部分，传递 cpu 刚刚计算出来的这一帧给 GPU。然后红色的 Execute 部分是 android 的2D渲染器通知 GPU 去绘制图形。最后黄色的 Process 部分是 CPU 等待 GPU通知绘制完成

更详细或者英文好的可以去看官方的文档

http://android.xsoftlab.net/tools/performance/profile-gpu-rendering/index.html

6.X

哈哈，我的手机就是6.0的，我就偷懒用最上面个的效果图啦

这是官方给的颜色解释

• Swap Buffers：表示处理任务的时间，也可以说是CPU等待GPU完成任务的时间，线条越高，表示GPU做的事情越多；

• Command Issue：表示执行任务的时间，这部分主要是Android进行2D渲染显示列表的时间，为了将内容绘制到屏幕上，Android需要使用Open GL ES的API接口来绘制显示列表，红色线条越高表示需要绘制的视图更多；

• Sync & Upload：表示的是准备当前界面上有待绘制的图片所耗费的时间，为了减少该段区域的执行时间，我们可以减少屏幕上的图片数量或者是缩小图片的大小；

• Draw：表示测量和绘制视图列表所需要的时间，蓝色线条越高表示每一帧需要更新很多视图，或者View的onDraw方法中做了耗时操作；

• Measure/Layout：表示布局的onMeasure与onLayout所花费的时间，一旦时间过长，就需要仔细检查自己的布局是不是存在严重的性能问题；

• Animation：表示计算执行动画所需要花费的时间，包含的动画有ObjectAnimator，ViewPropertyAnimator，Transition等等。一旦这里的执行时间过长，就需要检查是不是使用了非官方的动画工具或者是检查动画执行的过程中是不是触发了读写操作等等；

• Input Handling：表示系统处理输入事件所耗费的时间，粗略等于对事件处理方法所执行的时间。一旦执行时间过长，意味着在处理用户的输入事件的地方执行了复杂的操作；

• Misc Time/Vsync Delay：表示在主线程执行了太多的任务，导致UI渲染跟不上vSync的信号而出现掉帧的情况；出现该线条的时候，可以在Log中看到这样的日志：

6.x 中的图中，把颜色分的更新了，页更能表现出更多的任务来，仔细看最底下的深绿色新添加的，是我们需要仔关注的，表示 UI线程因为任务多，造成渲染界面延迟。其他的都是 4.x - 5.x 版本的东西。

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分析经验

关于红色和黄色部分，这2部分的任务都不是在 UI 线程执行的，都是在渲染线程或是 GPU了来干的，所以红的和黄的耗时不一定就是表示界面卡顿了，我们要根据情况区别分析：比如列表中有大量的网络图片需要加载显示，因为这些网络图片都是使用单独线程来加载显示的，所以这个 UI 线程并不卡顿，但是要是我们加载大量 app 内部的 png 静态图片的话，那么肯定会卡的。

举个例子，我们有100个东西需求显示，我们在初始帧时只显示10个，然后1S 内显示剩下的90个，这就相当于把100个东西放宽在1S 内显示完。要是我们要求这100个东西一定要在初始帧显示完，那么这么大的计算和渲染量肯定会卡帧的。

所以我们在面临有大量 app 内静态 png 图片显示时，可以对 imageview 做一下延迟显示，在页面显示之后，再去显示图片。

蓝色和绿色部分是我们需要重点关注的，这是因为布局层级多，效率低，过度绘制，造成的。另外图片量大，体积大也会造成浅蓝色耗时。

深绿色也是我们关注的重点，我在上面说了，这是新增的内容，反应的是 UI 线程渲染界面出现延迟，要是发现这里耗时了，肯定是 cpu 在这个时间段干的事多了，卡了，我们可以使用 Trace View 去最终下在页面的生命周期函数内有耗时操作。

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参考资料

• Android开发者选项——Gpu呈现模式分析

• 应用开发进阶必经之路之性能优化