HarmonyOS NEXT应用开发性能优化篇(一)

在开发HarmonyOS NEXT应用时，优化应用性能是至关重要的。文章将性能优化分为四篇按照顺序(1.并行化、预加载和缓存 2.布局嵌套层数 3.管理状态变量 4.系统接口)来介绍介绍应用开发过程中常见的一些性能问题，配合相关参考示例。

合理使用并行化、预加载和缓存

优化篇一：合理地使用并行化、预加载和缓存等方法，例如使用多线程并发、异步并发、Web预加载等能力，提升系统资源利用率，减少主线程负载，加快应用的启动速度和响应速度。

使用并行化提升启动速度

自定义组件创建完成之后，在build函数执行之前，将先执行aboutToAppear()生命周期回调函数。此时若在该函数中执行耗时操作，将阻塞UI渲染，增加UI主线程负担。因此，应尽量避免在自定义组件的生命周期内执行高耗时操作。在aboutToAppear()生命周期函数内建议只做当前组件的初始化逻辑，对于不需要等待结果的高耗时任务，可以使用多线程处理该任务，通过并发的方式避免主线程阻塞；也可以把耗时操作改为异步并发或延后处理，保证主线程优先处理组件绘制逻辑。

使用多线程执行耗时操作

在日常开发过程中经常会碰到这样的问题：主页的开发场景中有多个Tab页展示不同内容，在首次加载完主页后，切换到第二个Tab页时需要加载和处理网络数据，导致第二个Tab页的页面显示较慢，有较大的完成时延。

碰到此类问题，我们可以在生命周期aboutToAppear中，使用多线程并发的方法执行第二个Tab页的网络数据访问解析、数据加载等耗时操作，既可以提前完成数据加载，也不会影响主线程UI绘制和渲染。

使用TaskPool进行耗时操作的示例代码如下：

import taskpool from '@ohos.taskpool';

aboutToAppear() {
  ...
  // 在生命周期中，使用TaskPool加载和解析网络数据
  this.requestByTaskPool();
}

@Concurrent
getInfoFromHttp(): string[] {
  // 从网络加载数据
  return http.request();
}

requestByTaskPool(): void {
  // 创建任务项
  let task: taskpool.Task = new taskpool.Task(this.getInfoFromHttp);
  try {
    // 执行网络加载函数
    taskpool.execute(task, taskpool.Priority.HIGH).then((res: string[]) => {
    });
  } catch (err) {
     logger.error(TAG, "failed, " + (err as BusinessError).toString());
  }
}

使用异步执行耗时操作

问题：在aboutToAppear生命周期函数中，运行了业务数据解析和处理等耗时操作，影响了上一页面点击跳转该页面的响应时延。

可以把耗时操作的执行从同步执行改为异步或者延后执行，比如使用setTimeOut执行耗时操作，示例如下：

aboutToAppear() {
  ...
  // 在生命周期中，使用异步处理数据，延时大小视情况确定
  setTimeout(() => {
    this.workoutResult();
  }, 1000)
}

workoutResult(): string[] {
  // 处理需要展示的业务数据
  let data: Data[] = [];
  for(let i = 1; i < 100; i++) {
    result += data[i];
  }
  return result;
}

使用预加载提升页面启动和响应速度

应该合理使用系统的预加载能力，例如Web组件的预连接、预加载、预渲染，使用List、Swiper、Grid、WaterFlow等组件的cachedCount属性实现预加载，使用条件渲染实现预加载）等，提升页面的启动和响应速度。

使用Web组件的预连接、预加载、预渲染能力

当我们碰到Web页面加载慢的场景，我们可以使用Web组件的预连接、预加载、预渲染能力，在应用空闲时间提前进行Web引擎初始化和页面加载，提升下一页面的启动和响应速度。

示例代码如下：

import webview from '@ohos.web.webview';

preload() {
  // Web组件引擎初始化
  webview.WebviewController.initializeWebEngine();
  // 启动预连接，连接地址为即将打开的网址
  webview.WebviewController.prepareForPageLoad('https://gitee.com/harmonyos-cases/cases', true, 2);
}
...

使用cachedCount属性实现预加载

推荐在使用List、Swiper、Grid、WaterFlow等组件时，配合使用cachedCount属性实现预加载，示例代码如下所示：

  private source: MyDataSource = new MyDataSource();

  build() {
    List() {
      LazyForEach(this.source, item => {
        ListItem() {
          Text("Hello" + item)
            .fontSize(50)
            .onAppear(() => {
              console.log("appear:" + item)
            })
        }
      })
    }.cachedCount(3) // 扩大数值appear日志范围会变大
  }

使用条件渲染实现预加载

问题：页面布局复杂度较高，导致跳转该页面的响应时延较高。

可以使用条件渲染的方式，添加页面的简单骨架图作为默认展示页面，等数据加载完成后再显示最终的复杂布局，加快点击响应速度。

示例代码如下：

import skeletonComponent from "./skeletonComponent"
import businessComponent from "./businessComponent"

@State isInitialized: boolean = false

build() {
  // 当数据未就位时展示骨架图，提升点击响应速度，减少页面渲染时间
  if(!this.isInitialized) {
    // 网络数据未获取前使用骨架图
    skeletonComponent();
  } else {
    // 数据获取后再刷新显示内容
    businessComponent();
  }
}

使用缓存提升启动速度和滑动帧率

在列表场景中，我们推荐使用LazyForEach+组件复用+缓存列表项的能力，替代Scroll/ForEach实现滚动列表场景的实现，加快页面启动速度，提升滑动帧率；在一些属性动画的场景下，我们可以使用renderGroup缓存提升属性动画性能；也可以使用显隐控制对页面进行缓存，加快页面的显示响应速度。

组件复用

HarmonyOS应用框架提供了组件复用能力，可复用组件从组件树上移除时，会进入到一个回收缓存区。后续创建新组件节点时，会复用缓存区中的节点，节约组件重新创建的时间。

若业务实现中存在以下场景，并成为UI线程的帧率瓶颈，推荐使用组件复用：

• 列表滚动（本例中的场景）：当应用需要展示大量数据的列表，并且用户进行滚动操作时，频繁创建和销毁列表项的视图可能导致卡顿和性能问题。在这种情况下，使用列表组件的组件复用机制可以重用已经创建的列表项视图，提高滚动的流畅度。
• 动态布局更新：如果应用中的界面需要频繁地进行布局更新，例如根据用户的操作或数据变化动态改变视图结构和样式，重复创建和销毁视图可能导致频繁的布局计算，影响帧率。在这种情况下，使用组件复用可以避免不必要的视图创建和布局计算，提高性能。
• 地图渲染：在地图渲染这种场景下，频繁创建和销毁数据项的视图可能导致性能问题。使用组件复用可以重用已创建的视图，只更新数据的内容，减少视图的创建和销毁，能有效提高性能。

示例代码如下：

// xxx.ets
class MyDataSource implements IDataSource {
  private dataArray: string[] = [];
  private listener: DataChangeListener | undefined;
  ...
}

@Entry
@Component
struct MyComponent {
  private data: MyDataSource = new MyDataSource();

  aboutToAppear() {
    for (let i = 0; i < 1000; i++) {
      this.data.pushData(i.toString());
    }
  }

  build() {
    List({ space: 3 }) {
      LazyForEach(this.data, (item: string) => {
        ListItem() {
          ReusableChildComponent({ item: item })
        }
      }, (item: string) => item)
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

@Reusable
@Component
struct ReusableChildComponent {
  @State item: string = ''
  // 复用时触发的生命周期
  aboutToReuse(params: ESObject) {
    this.item = params.item;
  }

  build() {
    Row() {
      Text(this.item)
        .fontSize(20)
        .margin({ left: 10 })
    }.margin({ left: 10, right: 10 })
  }
}

使用renderGroup缓存提升属性动画性能

页面响应时，可能大量使用属性动画和转场动画，当复杂度达到一定程度之后，就有可能出现卡顿的情况。renderGroup是组件通用方法，它代表了渲染绘制的一个组合。

具体原理是在首次绘制组件时，若组件被标记为启用renderGroup状态，将对组件及其子组件进行离屏绘制，将绘制结果合并保存到缓存中。此后当需要重新绘制相同组件时，就会优先使用缓存而不必重新绘制了，从而降低绘制负载，进而加快响应速度。

示例代码如下：

// Index.ets

import { IconItem } from './IconItem'

// IconItem相关数据
class IconItemSource {
  image: string | Resource = ''
  text: string | Resource = ''
  ...
}

@Entry
@Component
struct Index {
  private iconItemSourceList: IconItemSource[] = [];

  aboutToAppear() {
    // 遍历添加IconItem的数据
    this.iconItemSourceList.push(
      new IconItemSource($r('app.media.img1'), `label1`),
      new IconItemSource($r('app.media.img2'), `label2`),
      new IconItemSource($r('app.media.img3'), `label3`),
    );
  }

  build() {
    Column() {
      // IconItem放置在grid内
      GridRow({}) {
        ForEach(this.iconItemSourceList, (item: IconItemSource) => {
          GridCol() {
            IconItem({ image: item.image, text: item.text })
              .transition(
                TransitionEffect.scale({})
                  .animation({})
                  .combine(TransitionEffect.rotate({})
                  .animation({ }))
              )
          }
        })
      }
    }
  }
}

// IconItem.ets

@Component
export struct IconItem {
  ...
  build()  {
    Flex()  {
      Image(this.image)
      Text(this.text)
    }
    // 在IconItem内开启renderGroup
    .renderGroup(true)
  }
}

使用显隐控制进行页面缓存

控制元素显示与隐藏是一种常见的场景，使用Visibility.None、if条件判断等都能够实现该效果。其中if条件判断控制的是组件的创建、布局阶段，visibility属性控制的是元素在布局阶段是否参与布局渲染。使用时如果使用的方式不当，将引起性能上的问题。
如果会频繁响应显示与隐藏的交互效果，建议使用切换Visibility.None和Visibility.Visible来控制元素显示与隐藏，在组件无需展示的时候进行缓存，提高性能。

示例代码如下：

@State isVisible: boolean = true;

build() {
  Column() {
    Button("Switch visible and hidden").onClick(() => {
        this.isVisible = !(this.isVisible);
    })
    Stack() {
      Scroll() {
        Column() {
          Image($r('app.media.icon'))
        }
      }.visibility(this.isVisible ? Visibility.Visible : Visibility.None)// 使用显隐控制切换，不会频繁创建与销毁组件
    }  
  }  
}