CPU和GPU工作流程
CPU 的任务繁多,做逻辑计算外,还要做内存管理、显示操作,因此 在实际运算的时候性能会大打折扣,在没有 GPU 的时代,不能显示复 杂的图形,其运算速度远跟不上今天复杂三维游戏的要求。即使 CPU 的工作频率超过 2GHz 或更高,对它绘制图形提高也不大。这时 GPU 的设计就出来了,CPU把计算的结果显示丢给GPU了。
黄色的 Control 为控制器,用于协调控制整个 CPU 的运行,包括取出指令、控制其他模块的运行等;
绿色的 ALU ( Arithmetic Logic Unit )是算术逻辑单元,用于进行数学、逻辑运算;
橙色的 Cache 和 DRAM 分别为缓存和 RAM ,用于存储信息。
从结构图可以看出, CPU 的控制器较为复杂,而 ALU 数量较少。因此 CPU 擅长各种复杂 的逻辑运算,但不擅长数学尤其是浮点运算。
60Hz刷新频率由来
12 fps :由于人类眼睛的特殊生理结构,如果所看画面之帧率高于每秒约 10-12 帧的时候,就会 认为是连贯的;
24 fps :有声电影的拍摄及播放帧率均为每秒 24 帧,对一般人而言已算可接受;
30 fps :早期的高动态电子游戏,帧率少于每秒 30 帧的话就会显得不连贯,这是因为没有动态模 糊使流畅度降低;
60 fps: 在与手机交互过程中,如触摸和反馈 60 帧以下人是能感觉出来的。 60 帧以上不能察觉 变化 当帧率低于 60 fps 时感觉的画面的卡顿和迟滞现象。
Android 系统每隔 16ms 发出 VSYNC 信号 (1000ms/60=16.66ms) ,触发对 UI 进行渲染, 如果每次渲染都成 功这样就能够达到流畅的画面所需要的 60fps ,为了能够实现 60fps ,这意味着计算渲染的大多数操作都必须 在 16ms 内完成。16 毫秒的时间主要被两件事情所占用 第一件:将 UI 对象转换为一系列多边形和纹理 ; 第二件: CPU 传递处理数据到 GPU 。所以很明显,我们要缩短 这两部分的时间,也就是说需要尽量减少对象转换的次数,以及上传数据的次数。否则当一帧画面渲染的时间超过16ms的时候,垂直同步机制会让显示器硬件等待GPU完成栅格化操作,会让这一帧画面多停留16ms,甚至更多就让用户看起来画面停顿。
如何减少这两部分的时间 以至于在 16ms 完成呢:CPU减少 xml 转换成对象的时间,GPU减少重复绘制的时间。
过度绘制:
GPU的绘制过程,就跟刷墙一样,一层一层的进行,16ms刷一次,这样就会造成图层覆盖的现象,无用的图层也会被绘制在底层造成不必要的浪费。
GPU过度绘制的几种情况:
1、自定义控件中onDraw方法做了过多的重复绘制
2、布局层级过深,重叠性强,用户看不到的区域GPU也会渲染,导致耗时增加
过度绘制查看工具:
在手机的开发者选项中,有OverDraw监测工具,调试GPU过度绘制工具,颜色代表过度绘制图层情况
我们的目标是尽量减少红色,看到更多的蓝色
处理措施:
1、减少背景重复 如:Activity主题中的背景设置可以去掉设置为@null,非业务需要不要设置背景
2、使用裁减减少控件之间的重合部分
另:Android在7.0之后自己也做了优化,invalidate()不再执行测量和布局动作。
布局优化(主要减少CPU工作量)
常用的检测工具:
1、Android/sdk/tools/bin/ui automator viewer.bat
2、Android\sdk\tools\monitor.bat
3、Device Monitor窗口中Hierarchy view
Hierarchy view 中三个点也是代表着View的Measure, Layout和Draw,
绿: 表示该View的此项性能比该View Tree中超过50%的View都要快;例如,代表Measure的是绿点,意味着这个视图的测量时间快于树中的视图对象的50%。
黄: 表示该View的此项性能比该View Tree中超过50%的View都要慢;
红: 表示该View的此项性能是View Tree中最慢的。
处理措施:
1、能在一个平面显示的内容,尽量只用一个容器
2、尽可能把相同的容器合并merge
3、能复用的代码,用include处理,可以减少GPU重复工作
性能优化其实都是从细节深入研究处理,要求我们养成好的编码习惯!