Android性能优化之绘制优化全面解析

前言

• 在 Android开发中，性能优化策略十分重要
• 本文主要讲解性能优化中的绘制优化，希望你们会喜欢。

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目录

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1. 影响的性能

绘制性能的好坏 主要影响 ：Android应用中的页面显示速度

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2. 如何影响性能

绘制影响Android性能的实质：页面的绘制时间

1个页面通过递归 完成测量 & 绘制过程

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3. 优化思路

主要优化方向是：

1. 降低View.onDraw（）的复杂度
2. 避免过度绘制（Overdraw）

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4. 具体优化方案

• 具体如下

• 下面，我将详细分析每种优化方案

4.1. 降低View.onDraw（）的复杂度

4.1.1 onDraw（）中不要创建新的局部对象

4.1.2 避免onDraw（）执行大量 & 耗时操作

4.2 避免过度绘制（Overdraw）

4.2.1 过度绘制的简介

4.2.2 过度绘制的表现形式

过度绘制 会导致屏幕显示的色块不同，具体如下

附：示例说明

4.2.3 过度绘制的优化原则

很多 过度绘制是难以避免的，如 上述实例的 文字 & 背景导致的过度绘制；只能尽可能避免过度绘制：

1. 尽可能地控制 过度绘制的次数 = 2 次（绿色）以下，蓝色最理想
2. 尽可能避免 过度绘制的粉色 & 红色情况
3. 不允许 3 次以上的过度绘制（淡红色）面积 超过 屏幕大小的 1/4

4.2.4 优化方案

1. 移除默认的 Window 背景
2. 移除 控件中不必要的背景
3. 减少布局文件的层级（嵌套）
4. 自定义控件View优化：使用 clipRect() 、 quickReject()

优化方案1： 移除默认的 Window 背景

• 背景 一般应用程序 默认 继承的主题 = windowBackground ，如默认的 Light 主题：

• 问题 一般情况下，该默认的 Window 背景基本用不上：因背景都自定义设置 若不移除，则导致所有界面都多 1 次绘制

• 解决方案 移除默认的 Window 背景

// 方式1：在应用的主题中添加如下的一行属性
    @android:color/transparent
    
    @null

// 方式2：在 BaseActivity 的 onCreate() 方法中使用下面的代码移除
    getWindow().setBackgroundDrawable(null);
    
    getWindow().setBackgroundDrawableResource(android.R.color.transparent);

优化方案2：移除 控件中不必要的背景

如2个常见场景：

• 场景1：ListView 与 Item 列表页（ListView） 与 其内子控件（Item）的背景相同 = 白色，故可移除子控件（Item）布局中的背景

• 场景2：ViewPager 与 Fragment 对于1个ViewPager + 多个 Fragment 组成的首页界面，若每个 Fragment 都设有背景色，即 ViewPager 则无必要设置，可移除

关于更多场景，可使用工具 Hierarchy View 查看，具体请看文章： 过渡绘制的使用工具：Hierarchy View

优化方案3：减少布局文件的层级（减少不必要的嵌套）

• 原理：减少不必要的嵌套 ->> UI层级少 ->> 过度绘制的可能性低
• 优化方式：使用布局标签 & 合适选择布局类型

具体请看文章：Android性能优化：这是一份详细的布局优化 指南（含include、Viewstub、merge）

优化方案4：自定义控件View优化：使用 clipRect() 、 quickReject()

• clipRect()
  1. 作用：给 Canvas 设置一个裁剪区域，只有在该区域内才会被绘制，区域之外的都不绘制
  2. 实例说明：DrawerLayout 布局 = 左抽屉布局

@Override
protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTim
    // ...仅贴出关键代码

        // 1\. 遍历 DrawerLayout 的 child view，拿到抽屉布局
        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            final View v = getChildAt(i);
            if (v == child || v.getVisibility() != VISIBLE
                    || !hasOpaqueBackground(v) || !isDrawerView(v)
                    || v.getHeight() < height) {
                continue;
            }
            // a. 若是左抽屉布局
            // 则取抽屉布局的右边界作为裁剪区的左边界、设置原主布局的裁剪区域，如上图裁剪区域
            if (checkDrawerViewAbsoluteGravity(v, Gravity.LEFT)) {
                final int vright = v.getRight();
                if (vright > clipLeft) clipLeft = vright;
            // b. 若是右抽屉布局
            // 则取抽屉布局的左边界作为裁剪区的右边界、设置原主布局的裁剪区域
            } else {
                final int vleft = v.getLeft();
                if (vleft < clipRight) clipRight = vleft;
            }
        }
        // 2\. 通过clipRect（）设置原主布局的显示范围 = 裁剪区域，使其仅在上图中的红框区域（即不阻碍抽屉布局的区域）显示
       // 从而避免过度绘制
        canvas.clipRect(clipLeft, 0, clipRight, getHeight());
    }
    ......                       
}

• quickreject()
  1. 作用：判断和某个矩形相交
  2. 具体措施：若判断与矩形相交，则可跳过相交的区域，从而减少过度绘制

4.3 其他优化方案

总结

至此，关于绘制优化的方案讲解完毕。

5. 布局调优工具

• 背景 尽管已经注意到上述的优化策略，但实际开发中难免还是会出现布局性能的问题
• 解决方案 使用 布局调优工具

此处主要介绍 常用的：hierarchy viewer、Profile GPU Rendering、Systrace

5.1 Hierarchy Viewer

• 简介 Android Studio 提供的UI性能检测工具。

• 作用 可视化获得UI布局设计结构 & 各种属性信息，帮助我们优化布局设计

即 ：方便查看Activity布局，各个View的属性、布局测量-布局-绘制的时间

• 具体使用 Hierarchy Viewer 使用指南

5.2 Profile GPU Rendering

• 简介 一个 图形监测工具

• 作用 渲染、绘制性能追踪

能实时反应当前绘制的耗时

• 具体使用 横轴 = 时间、纵轴 = 每帧的耗时；随着时间推移，从左到右的刷新呈现

提供一个标准的耗时，如果高于标准耗时，就表示当前这一帧丢失

更详细使用请看： Profile GPU Rendering 使用指南

5.3 Systrace

• 简介 Android 4.1以上版本提供的性能数据采样 & 分析工具
• 作用 检测 Android系统各个组件随着时间的运行状态 & 提供解决方案

1. 收集 等运行信息，从而帮助开发者更直观地分析系统瓶颈，改进性能 检测范围包括：Android 关键子系统（如WindowManagerService 等 Framework 部分关键模块）、服务、View系统
2. 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

• 具体使用 Systrace 使用指南

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6. 总结

• 本文主要讲解Android 性能优化中的 绘制优化

推荐阅读：Android真的会凉吗？从现状和未来大趋势等角度，深入讨论Android开发前景

作者：Carson_Ho
链接：https://juejin.im/post/5ef9326ff265da22ce391ea0