性能优化之布局优化

来源：http://www.trinea.cn/android/layout-performance/

本文为Android性能优化的第二篇——布局优化，主要介绍使用抽象布局标签(include, viewstub, merge)、去除不必要的嵌套和View节点、减少不必要的infalte及其他Layout方面可调优点，顺带提及布局调优相关工具(hierarchy viewer和lint)。

 

性能优化专题已完成五部分：

性能优化总纲——性能问题及性能调优方式
性能优化第三篇——Java(Android)代码优化
性能优化第二篇——布局优化
性能优化第一篇——数据库性能优化

性能优化实例 

 

1、抽象布局标签 

(1) <include>标签
include标签常用于将布局中的公共部分提取出来供其他layout共用，以实现布局模块化，这在布局编写方便提供了大大的便利。
下面以在一个布局main.xml中用include引入另一个布局foot.xml为例。main.mxl代码如下：

 

 1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 2 <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
 3     android:layout_width="match_parent"
 4     android:layout_height="match_parent" >
 5  
 6     <ListView
 7         android:id="@+id/simple_list_view"
 8         android:layout_width="match_parent"
 9         android:layout_height="match_parent"
10         android:layout_marginBottom="@dimen/dp_80" />
11  
12     <include layout="@layout/foot.xml" />
13  
14 </RelativeLayout>

其中include引入的foot.xml为公用的页面底部，代码如下：

 

 1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 2 <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
 3     android:layout_width="match_parent"
 4     android:layout_height="match_parent" >
 5  
 6     <Button
 7         android:id="@+id/button"
 8         android:layout_width="match_parent"
 9         android:layout_height="@dimen/dp_40"
10         android:layout_above="@+id/text"/>
11  
12     <TextView
13         android:id="@+id/text"
14         android:layout_width="match_parent"
15         android:layout_height="@dimen/dp_40"
16         android:layout_alignParentBottom="true"
17         android:text="@string/app_name" />
18  
19 </RelativeLayout>

<include>标签唯一需要的属性是layout属性，指定需要包含的布局文件。可以定义android:id和android:layout_*属性来覆盖被引入布局根节点的对应属性值。注意重新定义android:id后，子布局的顶结点i就变化了。

 

(2) <viewstub>标签
viewstub标签同include标签一样可以用来引入一个外部布局，不同的是，viewstub引入的布局默认不会扩张，即既不会占用显示也不会占用位置，从而在解析layout时节省cpu和内存。
viewstub常用来引入那些默认不会显示，只在特殊情况下显示的布局，如进度布局、网络失败显示的刷新布局、信息出错出现的提示布局等。
下面以在一个布局main.xml中加入网络错误时的提示页面network_error.xml为例。main.mxl代码如下：

 

 1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 2 <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
 3     android:layout_width="match_parent"
 4     android:layout_height="match_parent" >
 5  
 6     ……
 7     <ViewStub
 8         android:id="@+id/network_error_layout"
 9         android:layout_width="match_parent"
10         android:layout_height="match_parent"
11         android:layout="@layout/network_error" />
12  
13 </RelativeLayout>

其中network_error.xml为只有在网络错误时才需要显示的布局，默认不会被解析，示例代码如下：

 

 1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 2 <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
 3     android:layout_width="match_parent"
 4     android:layout_height="match_parent" >
 5  
 6     <Button
 7         android:id="@+id/network_setting"
 8         android:layout_width="@dimen/dp_160"
 9         android:layout_height="wrap_content"
10         android:layout_centerHorizontal="true"
11         android:text="@string/network_setting" />
12  
13     <Button
14         android:id="@+id/network_refresh"
15         android:layout_width="@dimen/dp_160"
16         android:layout_height="wrap_content"
17         android:layout_below="@+id/network_setting"
18         android:layout_centerHorizontal="true"
19         android:layout_marginTop="@dimen/dp_10"
20         android:text="@string/network_refresh" />
21  
22 </RelativeLayout>

 

在java中通过(ViewStub)findViewById(id)找到ViewStub，通过stub.inflate()展开ViewStub，然后得到子View，如下：

 

 1 private View networkErrorView;
 2  
 3 private void showNetError() {
 4     // not repeated infalte
 5     if (networkErrorView != null) {
 6         networkErrorView.setVisibility(View.VISIBLE);
 7         return;
 8     }
 9  
10     ViewStub stub = (ViewStub)findViewById(R.id.network_error_layout);
11     networkErrorView = stub.inflate();
12     Button networkSetting = (Button)networkErrorView.findViewById(R.id.network_setting);
13     Button refresh = (Button)findViewById(R.id.network_refresh);
14 }
15  
16 private void showNormal() {
17     if (networkErrorView != null) {
18         networkErrorView.setVisibility(View.GONE);
19     }
20 }

 

在上面showNetError()中展开了ViewStub，同时我们对networkErrorView进行了保存，这样下次不用继续inflate。这就是后面第三部分提到的减少不必要的infalte。

viewstub标签大部分属性同include标签类似。

 上面展开ViewStub部分代码

 

1 ViewStub stub = (ViewStub)findViewById(R.id.network_error_layout);
2 networkErrorView = stub.inflate();

也可以写成下面的形式

 

1 View viewStub = findViewById(R.id.network_error_layout);
2 viewStub.setVisibility(View.VISIBLE);   // ViewStub被展开后的布局所替换
3 networkErrorView =  findViewById(R.id.network_error_layout); // 获取展开后的布局

效果一致，只是不用显示的转换为ViewStub。通过viewstub的原理我们可以知道将一个view设置为GONE不会被解析，从而提高layout解析速度，而VISIBLE和INVISIBLE这两个可见性属性会被正常解析。

 

(3) <merge>标签
在使用了include后可能导致布局嵌套过多，多余不必要的layout节点，从而导致解析变慢，不必要的节点和嵌套可通过hierarchy viewer(下面布局调优工具中有具体介绍)或设置->开发者选项->显示布局边界查看。

 

merge标签可用于两种典型情况：
a.  布局顶结点是FrameLayout且不需要设置background或padding等属性，可以用merge代替，因为Activity内容试图的parent view就是个FrameLayout，所以可以用merge消除只剩一个。
b.  某布局作为子布局被其他布局include时，使用merge当作该布局的顶节点，这样在被引入时顶结点会自动被忽略，而将其子节点全部合并到主布局中。

以(1) <include>标签的示例为例，用hierarchy viewer查看main.xml布局如下图：

可以发现多了一层没必要的RelativeLayout，将foot.xml中RelativeLayout改为merge，如下：

 

 1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 2 <merge xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
 3     android:layout_width="match_parent"
 4     android:layout_height="match_parent" >
 5  
 6     <Button
 7         android:id="@+id/button"
 8         android:layout_width="match_parent"
 9         android:layout_height="@dimen/dp_40"
10         android:layout_above="@+id/text"/>
11  
12     <TextView
13         android:id="@+id/text"
14         android:layout_width="match_parent"
15         android:layout_height="@dimen/dp_40"
16         android:layout_alignParentBottom="true"
17         android:text="@string/app_name" />
18  
19 </merge>

 

运行后再次用hierarchy viewer查看main.xml布局如下图：

这样就不会有多余的RelativeLayout节点了。

 

2、去除不必要的嵌套和View节点
(1) 首次不需要使用的节点设置为GONE或使用viewstub
(2) 使用RelativeLayout代替LinearLayout
大约在Android4.0之前，新建工程的默认main.xml中顶节点是LinearLayout，而在之后已经改为RelativeLayout，因为RelativeLayout性能更优，且可以简单实现LinearLayout嵌套才能实现的布局。
4.0及以上Android版本可通过设置->开发者选项->显示布局边界打开页面布局显示，看看是否有不必要的节点和嵌套。4.0以下版本可通过hierarchy viewer查看。

 

3、减少不必要的infalte
(1) 对于inflate的布局可以直接缓存，用全部变量代替局部变量，避免下次需再次inflate
如上面ViewStub示例中的

 

1 if (networkErrorView != null) {
2     networkErrorView.setVisibility(View.VISIBLE);
3     return;
4 }

 

(2) ListView提供了item缓存，adapter getView的标准写法，如下：

 1 @Override
 2 public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
 3     ViewHolder holder;
 4     if (convertView == null) {
 5         convertView = inflater.inflate(R.layout.list_item, null);
 6         holder = new ViewHolder();
 7         ……
 8         convertView.setTag(holder);
 9     } else {
10         holder = (ViewHolder)convertView.getTag();
11     }
12 }
13  
14 /**
15 * ViewHolder
16 *
17 * @author [email protected] 2013-08-01
18 */
19 private static class ViewHolder {
20  
21     ImageView appIcon;
22     TextView  appName;
23     TextView  appInfo;
24 }

 

关于ListView缓存原理可见Android ListView缓存机制。

 

4、其他点
(1) 用SurfaceView或TextureView代替普通View
SurfaceView或TextureView可以通过将绘图操作移动到另一个单独线程上提高性能。
普通View的绘制过程都是在主线程(UI线程)中完成，如果某些绘图操作影响性能就不好优化了，这时我们可以考虑使用SurfaceView和TextureView，他们的绘图操作发生在UI线程之外的另一个线程上。
因为SurfaceView在常规视图系统之外，所以无法像常规试图一样移动、缩放或旋转一个SurfaceView。TextureView是Android4.0引入的，除了与SurfaceView一样在单独线程绘制外，还可以像常规视图一样被改变。

 

(2) 使用RenderJavascript
RenderScript是Adnroid3.0引进的用来在Android上写高性能代码的一种语言，语法给予C语言的C99标准，他的结构是独立的，所以不需要为不同的CPU或者GPU定制代码代码。

 

(3) 使用OpenGL绘图
Android支持使用OpenGL API的高性能绘图，这是Android可用的最高级的绘图机制，在游戏类对性能要求较高的应用中得到广泛使用。
Android 4.3最大的改变，就是支持OpenGL ES 3.0。相比2.0，3.0有更多的缓冲区对象、增加了新的着色语言、增加多纹理支持等等，将为Android游戏带来更出色的视觉体验。

 

(4) 尽量为所有分辨率创建资源

减少不必要的硬件缩放，这会降低UI的绘制速度，可借助Android asset studio

 

5、布局调优工具
(1) hierarchy viewer
hierarchy viewer可以方便的查看Activity的布局，各个View的属性、measure、layout、draw的时间，如果耗时较多会用红色标记，否则显示绿色。
hierarchy viewer.bat位于<sdk>/tools/目录下。使用可见：Using Hierarchy Viewer , 示例图如下：

 标注： hierarchy viewer目前在发布的商业版上处于安全考虑已经不可用：

To preserve security, Hierarchy Viewer can only connect to devices running a developer version of the Android system

　　可参考http://lxfgrace.iteye.com/blog/1821869方案，just try

 

(2) layoutopt
layoutopt是一个可以提供layout及其层级优化提示的命令行，在sdk16以后已经被lint取代，在Windows->Show View->Other->Android->Lint Warnings查看lint优化提示，lint具体介绍可见Improving Your Code with lint。

 

来源：http://www.trinea.cn/android/layout-performance/