Android性能优化之绘制优化

前言

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1 绘制原理

• CPU负责计算显示内容
• GPU负责栅格化（UI元素绘制到屏幕上）
• 16ms发出VSync信号触发UI渲染（90HZ屏幕是11ms）

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2 优化工具

• Systrace
• Layout Inspector
  Android studio自带工具，可用来查看视图层级。
• Choreographer
  获取App的FPS

public class FPSFrameCallback implements Choreographer.FrameCallback {

    private static final String TAG = "FPS_TEST";
    private long mLastFrameTimeNanos = 0;
    private long mFrameIntervalNanos;

    public FPSFrameCallback(long lastFrameTimeNanos) {
        mLastFrameTimeNanos = lastFrameTimeNanos;
        mFrameIntervalNanos = (long)(1000000000 / 60.0);
    }

    @Override
    public void doFrame(long frameTimeNanos) {
        //初始化时间
        if (mLastFrameTimeNanos == 0) {
            mLastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
        }
        final long jitterNanos = frameTimeNanos - mLastFrameTimeNanos;
        if (jitterNanos >= mFrameIntervalNanos) {
            final long skippedFrames = jitterNanos / mFrameIntervalNanos;
            if(skippedFrames>30){
                Log.i(TAG, "Skipped " + skippedFrames + " frames!  "
                        + "The application may be doing too much work on its main thread.");
            }
        }
        mLastFrameTimeNanos=frameTimeNanos;
        //注册下一帧回调
        Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);
    }
}

在Appicaition的onCreate方法中使用

Choreographer.getInstance().postFrameCallback(new FPSFrameCallback(System.nanoTime()));

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3 布局加载原理

3.1 布局加载流程

3.2 性能瓶颈

• xml解析：IO过程
• 创建View对象：反射

3.3 LayoutInflater.Factory

• LayoutInflate创建View的一个Hook
• 定制创建View的过程：全局替换自定义TextView等
  注意：在super.onCreate之前使用

LayoutInflaterCompat.setFactory2(layoutInflater, object : LayoutInflater.Factory2 {
            override fun onCreateView(
                parent: View?,
                name: String,
                context: Context,
                attrs: AttributeSet
            ): View? {
                if (TextUtils.equals("TextView", name)) {
                    //创建自定义View
                    val view1 = delegate.createView(parent, name, context, attrs)
                    return view1
                }
                return null
            }

            override fun onCreateView(name: String, context: Context, attrs: AttributeSet): View? {
                return null
            }

        })

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4 获取界面布局耗时

• AspectJ获取界面布局耗时
• ARTHook实现
• 获取每一个空间的加载耗时
  注意：在super.onCreate之前使用

LayoutInflaterCompat.setFactory2(layoutInflater, object : LayoutInflater.Factory2 {
            override fun onCreateView(
                parent: View?,
                name: String,
                context: Context,
                attrs: AttributeSet
            ): View? {
                val startTime = System.currentTimeMillis()
                val view = delegate.createView(parent, name, context, attrs)
                val endTime = System.currentTimeMillis()
                Log.d("TAG", "{${endTime - startTime}}")
                return view
            }

            override fun onCreateView(name: String, context: Context, attrs: AttributeSet): View? {
                return null
            }

        })

5 布局加载优化

5.1 AsyncLayoutInflater

 AsyncLayoutInflater能够异步加载和解析xml，减少反射、I/O在主线程中的耗时情况。需要注意的是View不能在主线程进行操作。

class PerformanceActivity : AppCompatActivity() {
    private lateinit var button: Button
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
//        setContentView(R.layout.activity_main)
        AsyncLayoutInflater(this).inflate(
            R.layout.activity_main, null
        ) { view, resid, parent ->
            setContentView(view)
            button = view.findViewById(R.id.button)
        }
//        主线程操作报错
//        button.setOnClickListener { }
    }
}

5.2 Java代码写布局

• 因为少了反射、I/O等操作，本质上解决了性能问题，但是同时会产生不便于开发、可维护性差等问题。
  针对Java代码写布局不易维护等问题，我们可以使用第三方开源框架X2C，通过使用APT根据XML生成Java代码。

总结

 绘制优化的核心思想主要包括以下几点

• 使用Choreographer查看FPS
• 使用ConstainLayout减少层级，可以通过Layout Inspector查看视图层级
• 使用LayoutInflater.Factory查看View绘制时间
• 使用AsyncLayoutInflater或X2C提升XML加载效率