一文读懂直播卡顿优化那些事儿

希望本文可以带给大家一个相对全局的视角看待卡顿问题，认识到卡顿是什么、卡顿的成因、卡顿的分类、卡顿的优化和一些经验积累，有的放矢地解决 App 流畅性问题。接下来会从以下五个方面进行讲述：

✦什么是卡顿

✦为什么会发生卡顿

✦如何评价卡顿

✦如何优化卡顿

✦加入我们

1. 什么是卡顿

卡顿，顾名思义就是用户体感界面不流畅。我们知道手机的屏幕画面是按照一定频率来刷新的，理论上讲，24 帧的画面更新就能让人眼感觉是连贯的。但是实际上，这个只是针对普通的视频而言。对于一些强交互或者较为敏感的场景来说，比如游戏，起码需要 60 帧，30 帧的游戏会让人感觉不适；位移或者大幅度动画 30 帧会有明显顿挫感；跟手动画如果能到 90 帧甚至 120 帧，会让人感觉十分细腻，这也是近来厂商主打高刷牌的原因。

对于用户来说，从体感角度大致可以将卡顿分为以下几类：

 

这些体验对于用户可以说是非常糟糕的，甚至会引起感官的烦躁，进而导致用户不愿意继续停留在我们的 App。可以说，流畅的体验对于用户来说至关重要。

2. 为什么会发生卡顿

用户体感的卡顿问题原因很多，且常常是一个复合型的问题，为了聚焦，这里暂只考虑真正意义上的掉帧卡顿。

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2.1 绕不开的 VSYNC

我们通常会说，屏幕的刷新率是 60 帧，需要在 16ms 内做完所有的操作才不会造成卡顿。但是这里需要明确几个基本问题：

1. 为什么是 16ms？
2. 16ms 内都需要完成什么？
3. 系统如何尽力保证任务在 16ms 内完成？
4. 16ms 内没有完成，一定会造成卡顿吗？

这里先回答第一个问题：为什么是 16ms。早期的 Android 是没有 vsync 机制的，CPU 和 GPU 的配合也比较混乱，这也造成著名的 tearing 问题，即 CPU/GPU 直接更新正在显示的屏幕 buffer 造成画面撕裂。后续 Android 引入了双缓冲机制，但是 buffer 的切换也需要一个比较合适的时机，也就是屏幕扫描完上一帧后的时机，这也就是引入 vsync 的原因。

早先一般的屏幕刷新率是 60fps，所以每个 vsync 信号的间隔也是 16ms，不过随着技术的更迭以及厂商对于流畅性的追求，越来越多 90fps 和 120fps 的手机面世，相对应的间隔也就变成了 11ms 和 8ms。

那既然有了 VSYNC，谁在消费 VSYNC？其实 Android 的 VSYNC 消费者有两个，也就对应两类 VSYNC 信号，分别是 VSYNC-app 和 VSYNC-sf，所对应的也是上层 view 绘制和 surfaceFlinger 的合成，具体的我们接下来详细说。

 

这里还有一些比较有意思的点，有些厂商会有 vsync offset 的设计，App 和 sf 的 vsync 信号之间是有偏移量的，这也在一定程度上使得 App 和 sf 的协同效应更好。

2.2 View 颠沛流离的一生

在讲下一 part 之前先引入一个话题：

一个 view 究竟是如何显示在屏幕上的？

我们一般都比较了解 view 渲染的三大流程，但是 view 的渲染远不止于此：

此处以一个通用的硬件加速流程来表征