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? ? 界面是 Android 應(yīng)用中直接影響用戶體驗(yàn)最關(guān)鍵的部分。如果代碼實(shí)現(xiàn)得不好，界面容易發(fā)生卡頓且導(dǎo)致應(yīng)用占用大量?jī)?nèi)存。

????????我司這類做 ROM 的公司更不一樣，預(yù)裝的應(yīng)用一定要非常流暢，這樣給客戶或用戶的第一感覺(jué)就是快。又卡又慢的應(yīng)用體驗(yàn)，會(huì)影響客戶或用戶對(duì)產(chǎn)品的信心和評(píng)價(jià)，所以不可忽視。

一. Android渲染知識(shí)

1.1 繪制原理

????????Android系統(tǒng)要求每一幀都要在 16ms 內(nèi)繪制完成，平滑的完成一幀意味著任何特殊的幀需要執(zhí)行所有的渲染代碼（包括 framework 發(fā)送給 GPU 和 CPU 繪制到緩沖區(qū)的命令）都要在 16ms 內(nèi)完成，保持流暢的體驗(yàn)。這個(gè)速度允許系統(tǒng)在動(dòng)畫(huà)和輸入事件的過(guò)程中以約 60 幀每秒（ 1秒 / 0.016幀每秒 = 62.5幀/秒）的平滑幀率來(lái)渲染。

????????如果你的應(yīng)用沒(méi)有在 16ms 內(nèi)完成這一幀的繪制，假設(shè)你花了 24ms 來(lái)繪制這一幀，那么就會(huì)出現(xiàn)掉幀的情況。

????????系統(tǒng)準(zhǔn)備將新的一幀繪制到屏幕上，但是這一幀并沒(méi)有準(zhǔn)備好，所有就不會(huì)有繪制操作，畫(huà)面也就不會(huì)刷新。反饋到用戶身上，就是用戶盯著同一張圖看了 32ms 而不是 16ms ，也就是說(shuō)掉幀發(fā)生了。

1.2 掉幀

????????掉幀是用戶體驗(yàn)中一個(gè)非常核心的問(wèn)題。丟棄了當(dāng)前幀，并且之后不能夠延續(xù)之前的幀率，這種不連續(xù)的間隔會(huì)容易會(huì)引起用戶的注意，也就是我們常說(shuō)的卡頓、不流暢。

????????引起掉幀的原因非常多，比如：

花了非常多時(shí)間重新繪制界面中的大部分東西，這樣非常浪費(fèi)CPU周期；
過(guò)度繪制嚴(yán)重，在繪制用戶看不到的對(duì)象上花費(fèi)了太多的時(shí)間；
有一大堆動(dòng)畫(huà)重復(fù)了一遍又一遍，消耗 CPU 、 GPU 資源；
頻繁的觸發(fā)垃圾回收；

1.3 為什么是60Fps？

????????Android系統(tǒng)要求每一幀都要在 16ms 內(nèi)繪制完成，那么1秒的幀率就是約 60 幀每秒（ 1秒 / 0.016幀每秒 = 62.5幀/秒），那為什么要以 60 Fps來(lái)作為 App 性能的衡量標(biāo)準(zhǔn)呢？這是因?yàn)槿搜酆痛竽X之間的協(xié)作無(wú)法感知到超過(guò) 60 Fps的畫(huà)面更新。

????????市面上絕大多數(shù)Android設(shè)備的屏幕刷新頻率是 60 HZ。當(dāng)然，超過(guò) 60 Fps 是沒(méi)有意義的，人眼感知不到區(qū)別。24 Fps 是人眼能感知的連續(xù)線性的運(yùn)動(dòng)，所以是電影膠圈的常用幀率，因?yàn)檫@個(gè)幀率已經(jīng)足夠支撐大部分電影畫(huà)面所要表達(dá)的內(nèi)容，同時(shí)能最大限度地減少費(fèi)用支出。但是，低于 30 Fps 是無(wú)法順暢表現(xiàn)絢麗的畫(huà)面內(nèi)容的，此時(shí)就需要用到 60 Fps 來(lái)達(dá)到想要表達(dá)的效果。了解更多Fps知識(shí)詳見(jiàn)「?Wiki?」。

????????應(yīng)用的界面性能目標(biāo)就是保持 60 Fps，這意味著每一幀你只有 16 ms（1秒 / 60幀率）的時(shí)間來(lái)處理所有的任務(wù)。

1.4 垃圾回收

????????垃圾回收器是一個(gè)在應(yīng)用運(yùn)行期間自動(dòng)釋放那些不再引用的內(nèi)存的機(jī)制，常稱 GC 。頻繁的 GC 也是導(dǎo)致嚴(yán)重性能問(wèn)題的罪魁禍?zhǔn)字弧?/span>

????????前面提到，平滑的完成一幀意味著所有渲染代碼都必須在 16ms 內(nèi)完成。頻繁的 GC 會(huì)嚴(yán)重限制一幀時(shí)間內(nèi)的剩余時(shí)間，如果 GC 所做的工作超過(guò)了那些必須的工作，那么留給應(yīng)用平滑的幀率的時(shí)間就越少。越接近 16ms ，在垃圾回收事件觸發(fā)的時(shí)候，就越容易導(dǎo)致卡頓。

????????注意，Android4.4 引進(jìn)了新的 ART 虛擬機(jī)來(lái)取代 Dalvik 虛擬機(jī)。它們的機(jī)制大有不同，簡(jiǎn)單而言：

Dalvik 虛擬機(jī)的 GC 是非常耗資源的，并且在正常的情況下一個(gè)硬件性能不錯(cuò)的Android設(shè)備也會(huì)很容易耗費(fèi)掉 10 – 20 ms 的時(shí)間；
ART 虛擬機(jī)的GC會(huì)動(dòng)態(tài)提升垃圾回收的效率，在 ART 中的中斷，通常在 2 – 3 ms 間。比 Dalvik 虛擬機(jī)有很大的性能提升；

????????ART 虛擬機(jī)相對(duì)于 Dalvik 虛擬機(jī)來(lái)說(shuō)的垃圾回收來(lái)說(shuō)有一個(gè)很大的性能提升，但 2 – 3 ms 的回收時(shí)間對(duì)于超過(guò)16ms幀率的界限也是足夠的。因此，盡管垃圾回收在 Android 5.0 之后不再是耗資源的行為，但也是始終需要盡可能避免的，特別是在執(zhí)行動(dòng)畫(huà)的情況下，可能會(huì)導(dǎo)致一些讓用戶明顯感覺(jué)的丟幀。

????????想了解更多詳細(xì)的 ART 和 Dalvik 虛擬機(jī)垃圾回收機(jī)制，可「?戳我?」和「?我?」進(jìn)行深入了解。

1.5 UI 線程

????????UI 線程是應(yīng)用的主線程，很多的性能和卡頓問(wèn)題是由于我們?cè)谥骶€程中做了大量的工作。

????????所以，所有耗資源的操作，比如 IO 操作、網(wǎng)絡(luò)操作、SQL 操作、列表刷新等，都應(yīng)該用后臺(tái)進(jìn)程去實(shí)現(xiàn)，不能占用主線程，主線程是 UI 線程，是保持程序流暢的關(guān)鍵；

????????在 Android 5.0 版本里，Android 框架層引入了 “ Render Thread ” ，用于向 GPU 發(fā)送實(shí)際渲染的操作。這個(gè)線程減輕了一些 UI 線程減少的操作。但是輸入、滾動(dòng)和動(dòng)畫(huà)仍然在 UI thread，因?yàn)?Thread 必須能夠響應(yīng)操作。

1.6 垂直同步

????????垂直同步是 Android4.1 通過(guò) Project Butter 在 UI 架構(gòu)中引入的新技術(shù)，同期引入的還有 Triple Buffer 和 HWComposer 等技術(shù)，都是為提高 UI 的流暢性而生。

????????舉個(gè)例子，你拍了一張照片，然后旋轉(zhuǎn)5度再拍另外一張照片，將兩照片的中間剪開(kāi)并拼接在一起，得到下圖：

????????中間這部分有明顯區(qū)別的部分，等價(jià)于設(shè)備刷新率和幀速率不一致的結(jié)果。

????????一般而言， GPU 的幀速率應(yīng)高于刷新率，才不會(huì)卡頓或掉幀。如果屏幕刷新率比幀速率還快，屏幕會(huì)在兩幀中顯示同一個(gè)畫(huà)面，這種斷斷續(xù)續(xù)情況持續(xù)發(fā)生時(shí)，用戶將會(huì)很明顯地感覺(jué)到動(dòng)畫(huà)的卡頓或者掉幀，然后又恢復(fù)正常，我們常稱之為閃屏、跳幀、延遲。

????????應(yīng)用應(yīng)避免這些幀率下降的情況，以確保 GPU 能在屏幕刷新之前完成數(shù)據(jù)的獲取及寫入，保證動(dòng)畫(huà)流暢。

1.7 UI 繪制機(jī)制與柵格化

????????絕大多數(shù)渲染操作都依賴兩個(gè)硬件： CPU 、 GPU 。 CPU 負(fù)責(zé) Measure 、 layout 、 Record 、 Execute 的計(jì)算操作， GPU 負(fù)責(zé)柵格化（ Rasterization ）操作。非必需的視圖組件會(huì)帶來(lái)多余的 CPU 計(jì)算操作，還會(huì)占用多余的 GPU 資源。

????????柵格化（ Rasterization ）能將 Button 、 Shape 、 Path 、 Bitmap 等資源組件拆分到不同的像素上進(jìn)行顯示。這個(gè)操作很費(fèi)時(shí)，所以引入了 GPU 來(lái)加快柵格化的操作。

????????CPU 負(fù)責(zé)把 UI 組件計(jì)算成多邊形（ Polygons ），紋理（ Texture ），然后交給 GPU 進(jìn)行柵格化渲染，再將處理結(jié)果傳到屏幕上顯示。

????????在 Android 里的那些資源組件的顯示（比如 Bitmaps 、 Drawable ），都是一起打包到統(tǒng)一的紋理（ Texture ）當(dāng)中，然后再傳遞到 GPU 里面。

????????圖片的顯示，則是先經(jīng)過(guò) CPU 的計(jì)算加載到內(nèi)存中，再傳給 GPU 進(jìn)行渲染。

文字的顯示，則是先經(jīng)過(guò) CPU 換算成紋理（ Texture ），再傳給 GPU 進(jìn)行渲染，返回到 CPU 繪制單個(gè)字符的時(shí)候，再重新引用經(jīng)過(guò) GPU 渲染的內(nèi)容。

????????動(dòng)畫(huà)的顯示更加復(fù)雜，我們需要在 16 ms 內(nèi)處理完所有 CPU 和 GPU 的計(jì)算、繪制、渲染等操作，才能獲得應(yīng)用的流暢體驗(yàn)。

二. To檢測(cè)和解決

2.1 檢測(cè)維度

????????根據(jù)業(yè)務(wù)的不同與所需要的測(cè)試粒度的不同，就會(huì)有不同的檢測(cè)維度。目前我所在業(yè)務(wù)所需的界面性能檢測(cè)維度如下：

界面過(guò)度繪制；（檢測(cè)過(guò)度繪制）
渲染性能；（檢測(cè)嚴(yán)格模式下的UI渲染性能呈現(xiàn)）
布局邊界合理性；（檢測(cè)元素顯示的合理性）

????????還有專項(xiàng)測(cè)試中某些用戶場(chǎng)景可能還包含著另外一些隱形的檢測(cè)維度，比如：

OpenGL 跟蹤分析；
GPU 視圖更新合理性；
Flash 硬件層更新合理性；
動(dòng)畫(huà)加 / 減速狀態(tài)問(wèn)題點(diǎn)檢測(cè)；
……

2.2 調(diào)試工具

????????檢測(cè)和解決界面性能問(wèn)題很大程度上依賴于你的應(yīng)用程序架構(gòu)，幸運(yùn)的是，Andorid 提供了很多調(diào)試工具，知道并學(xué)會(huì)使用這些工具很重要，它們可以幫助我們調(diào)試和分析界面性能問(wèn)題，以讓應(yīng)用擁有更好的性能體驗(yàn)。下面列舉Android常見(jiàn)的界面性能調(diào)試工具：

2.2.1 Hierarchy View

????????Hierarchy View 在Android SDK里自帶，常用來(lái)查看界面的視圖結(jié)構(gòu)是否過(guò)于復(fù)雜，用于了解哪些視圖過(guò)度繪制，又該如何進(jìn)行改進(jìn)。詳見(jiàn)官方使用教程（需要翻墻）:「?戳我?」，官方介紹「?戳我?」。

2.2.2 Lint

????????Lint 是 ADT 自帶的靜態(tài)代碼掃描工具，可以給 XML 布局文件和項(xiàng)目代碼中不合理的或存在風(fēng)險(xiǎn)的模塊提出改善性建議。官方關(guān)于 Lint 的實(shí)際使用的提示，列舉幾點(diǎn)如下：

包含無(wú)用的分支，建議去除；
包含無(wú)用的父控件，建議去除；
警告該布局深度過(guò)深；
建議使用 compound drawables ；
建議使用?merge?標(biāo)簽；
……

2.2.3 Systrace

????????Systrace 在Android DDMS 里自帶，可以用來(lái)跟蹤 graphics 、view 和 window 的信息，發(fā)現(xiàn)一些深層次的問(wèn)題。很麻煩，限制大，實(shí)際調(diào)試中我基本用不到。官方介紹「戳我」和「我」。

2.2.4 Track

????????Track 在 Android DDMS里自帶，是個(gè)很棒的用來(lái)跟蹤構(gòu)造視圖的時(shí)候哪些方法費(fèi)時(shí)，精確到每一個(gè)函數(shù)，無(wú)論是應(yīng)用函數(shù)還是系統(tǒng)函數(shù)，我們可以很容易地看到掉幀的地方以及那一幀所有函數(shù)的調(diào)用情況，找出問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。官方介紹「戳我」。

2.2.5 OverDraw

????????通過(guò)在 Android 設(shè)備的設(shè)置 APP 的開(kāi)發(fā)者選項(xiàng)里打開(kāi) “ 調(diào)試 GPU 過(guò)度繪制 ” ，來(lái)查看應(yīng)用所有界面及分支界面下的過(guò)度繪制情況，方便進(jìn)行優(yōu)化。官方介紹「戳我」。

2.2.6 GPU 呈現(xiàn)模式分析

????????通過(guò)在 Android 設(shè)備的設(shè)置 APP 的開(kāi)發(fā)者選項(xiàng)里啟動(dòng) “ GPU 呈現(xiàn)模式分析 ” ，可以得到最近 128 幀每一幀渲染的時(shí)間，分析性能渲染的性能及性能瓶頸。官方介紹「戳我」。

2.2.7 StrictMode

????????通過(guò)在 Android 設(shè)備的設(shè)置 APP 的開(kāi)發(fā)者選項(xiàng)里啟動(dòng) “ 嚴(yán)格模式 ” ，來(lái)查看應(yīng)用哪些操作在主線程上執(zhí)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。當(dāng)一些操作違背了嚴(yán)格模式時(shí)屏幕的四周邊界會(huì)閃爍紅色，同時(shí)輸出 StrictMode 的相關(guān)信息到 LOGCAT 日志中。

2.2.8 Animator duration scale

????????通過(guò)在 Android 設(shè)備的設(shè)置 APP 的開(kāi)發(fā)者選項(xiàng)里打開(kāi) “ 窗口動(dòng)畫(huà)縮放 ” / “ 過(guò)渡動(dòng)畫(huà)縮放 ” / “ 動(dòng)畫(huà)程序時(shí)長(zhǎng)縮放 ”，來(lái)加速或減慢動(dòng)畫(huà)的時(shí)間，以查看加速或減慢狀態(tài)下的動(dòng)畫(huà)是否會(huì)有問(wèn)題。

2.2.9 Show hardware layer updates

????????通過(guò)在 Android 設(shè)備的設(shè)置 APP 的開(kāi)發(fā)者選項(xiàng)里啟動(dòng) “ 顯示硬件層更新 ”，當(dāng) Flash 硬件層在進(jìn)行更新時(shí)會(huì)顯示為綠色。使用這個(gè)工具可以讓你查看在動(dòng)畫(huà)期間哪些不期望更新的布局有更新，方便你進(jìn)行優(yōu)化，以獲得應(yīng)用更好的性能。實(shí)例《 Optimizing Android Hardware Layers 》（需要翻墻）:「?戳我?」。

2.3 如何解決

????????前面提到過(guò)我司的目前所需的測(cè)試維度如下：

界面過(guò)度繪制；（檢測(cè)過(guò)度繪制）
渲染性能；（檢測(cè)嚴(yán)格模式下的UI渲染性能呈現(xiàn)）
布局邊界合理性；（檢測(cè)元素顯示的合理性）

????????故接下來(lái)將圍繞這三兩點(diǎn)，分別從概念、追蹤、挖掘根源以及排查的工具來(lái)具體講述如何解決，以及給開(kāi)發(fā)的優(yōu)化建議。

三. 界面過(guò)度繪制（OverDraw）

3.1 過(guò)度繪制概念

????????過(guò)度繪制是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，表示某些組件在屏幕上的一個(gè)像素點(diǎn)的繪制次數(shù)超過(guò) 1 次。

????????通俗來(lái)講，繪制界面可以類比成一個(gè)涂鴉客涂鴉墻壁，涂鴉是一件工作量很大的事情，墻面的每個(gè)點(diǎn)在涂鴉過(guò)程中可能被涂了各種各樣的顏色，但最終呈現(xiàn)的顏色卻只可能是 1 種。這意味著我們花大力氣涂鴉過(guò)程中那些非最終呈現(xiàn)的顏色對(duì)路人是不可見(jiàn)的，是一種對(duì)時(shí)間、精力和資源的浪費(fèi)，存在很大的改善空間。繪制界面同理，花了太多的時(shí)間去繪制那些堆疊在下面的、用戶看不到的東西，這樣是在浪費(fèi)CPU周期和渲染時(shí)間！

????????官方例子，被用戶激活的卡片在最上面,而那些沒(méi)有激活的卡片在下面，在繪制用戶看不到的對(duì)象上花費(fèi)了太多的時(shí)間。

3.2 追蹤過(guò)度繪制

????????Android 會(huì)在屏幕上顯示不同深淺的顏色來(lái)表示過(guò)度繪制：

沒(méi)顏色：沒(méi)有過(guò)度繪制，即一個(gè)像素點(diǎn)繪制了 1 次，顯示應(yīng)用本來(lái)的顏色；
藍(lán)色：1倍過(guò)度繪制，即一個(gè)像素點(diǎn)繪制了 2 次；
綠色：2倍過(guò)度繪制，即一個(gè)像素點(diǎn)繪制了 3 次；
淺紅色：3倍過(guò)度繪制，即一個(gè)像素點(diǎn)繪制了 4 次；
深紅色：4倍過(guò)度繪制及以上，即一個(gè)像素點(diǎn)繪制了 5 次及以上；

????????設(shè)備的硬件性能是有限的，當(dāng)過(guò)度繪制導(dǎo)致應(yīng)用需要消耗更多資源（超過(guò)了可用資源）的時(shí)候性能就會(huì)降低，表現(xiàn)為卡頓、不流暢、ANR 等。為了最大限度地提高應(yīng)用的性能和體驗(yàn)，就需要盡可能地減少過(guò)度繪制，即更多的藍(lán)色色塊而不是紅色色塊。

????????實(shí)際測(cè)試，常用以下兩點(diǎn)來(lái)作為過(guò)度繪制的測(cè)試指標(biāo)，將過(guò)度繪制控制在一個(gè)約定好的合理范圍內(nèi)：

應(yīng)用所有界面以及分支界面均不存在超過(guò)4X過(guò)度繪制（深紅色區(qū)域）；
應(yīng)用所有界面以及分支界面下，3X過(guò)度繪制總面積（淺紅色區(qū)域）不超過(guò)屏幕可視區(qū)域的1/4；

3.3 過(guò)度繪制的根源

????????過(guò)度繪制很大程度上來(lái)自于視圖相互重疊的問(wèn)題，其次還有不必要的背景重疊。

????????官方例子，比如一個(gè)應(yīng)用所有的View都有背景的話，就會(huì)看起來(lái)像第一張圖中那樣，而在去除這些不必要的背景之后（指的是Window的默認(rèn)背景、Layout的背景、文字以及圖片的可能存在的背景），效果就像第二張圖那樣，基本沒(méi)有過(guò)度繪制的情況。

3.4 不合理的xml布局對(duì)繪制的影響

????????當(dāng)布局文件的節(jié)點(diǎn)樹(shù)的深度越深，XML 中的標(biāo)簽和屬性設(shè)置越多，對(duì)界面的顯示有災(zāi)難性影響。

????????一個(gè)界面要顯示出來(lái)，第一步會(huì)進(jìn)行解析布局，在 requestLayout 之后還要進(jìn)行一系列的 measure 、 layout 、 draw 操作，若布局文件嵌套過(guò)深、擁有的標(biāo)簽屬性過(guò)于臃腫，每一步的執(zhí)行時(shí)間都會(huì)受到影響，而界面的顯示是進(jìn)行完這些操作后才會(huì)顯示的，所以每一步操作的時(shí)間增長(zhǎng)，最終顯示的時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)。

3.5 源碼相關(guān)

????????有能力且有興趣看源碼的童鞋，過(guò)度繪制的源碼位置在: /frameworks/base/libs/hwui/OpenGLRenderer.cpp ，有興趣的可以去研究查看。

? ??if (Properties::debugOverdraw & getTargetFbo() == 0) {

????????const Rect* clip = &mTilingClip;

????????mRenderState.scissor().setEnabled(true);

????????mRenderState.scissor().set(clip->left,

????????????????mState.firstSnapshot()->getViewportHeight() - clip->bottom,

????????????????clip->right - clip->left,

????????????????clip->bottom - clip->top);

?

????????// 1x overdraw

????????mRenderState.stencil().enableDebugTest(2);

????????drawColor(mCaches.getOverdrawColor(1), SkXfermode::kSrcOver_Mode);

?

????????// 2x overdraw

????????mRenderState.stencil().enableDebugTest(3);

????????drawColor(mCaches.getOverdrawColor(2), SkXfermode::kSrcOver_Mode);

?

????????// 3x overdraw

????????mRenderState.stencil().enableDebugTest(4);

????????drawColor(mCaches.getOverdrawColor(3), SkXfermode::kSrcOver_Mode);

?

????????// 4x overdraw and higher

????????mRenderState.stencil().enableDebugTest(4, true);

????????drawColor(mCaches.getOverdrawColor(4), SkXfermode::kSrcOver_Mode);

?

????????mRenderState.stencil().disable();

????}

}

四. 渲染性能（Rendering）

4.1 渲染性能概念

????????渲染性能往往是掉幀的罪魁禍?zhǔn)?，這種問(wèn)題很常見(jiàn)，讓人頭疼。好在 Android 給我們提供了一個(gè)強(qiáng)大的工具，幫助我們非常容易追蹤性能渲染問(wèn)題，看到究竟是什么導(dǎo)致你的應(yīng)用出現(xiàn)卡頓、掉幀。

4.2 追蹤渲染性能

????????通過(guò)在 Android 設(shè)備的設(shè)置 APP 的開(kāi)發(fā)者選項(xiàng)里打開(kāi) “ GPU 呈現(xiàn)模式分析 ” 選項(xiàng)，選擇 ” 在屏幕上顯示為條形圖 “ 。

????????這個(gè)工具會(huì)在Android 設(shè)備的屏幕上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前界面的最近 128 幀的 GPU 繪制圖形數(shù)據(jù)，包括 StatusBar 、 NavBar 、當(dāng)前界面的 GPU 繪制圖形柱狀圖數(shù)據(jù)。我們一般只需關(guān)心當(dāng)前界面的 GPU 繪制圖形數(shù)據(jù)即可。

????????界面上一共有 128 個(gè)小柱狀圖，代表的是當(dāng)前界面最近的 128 幀 GPU 繪制圖形數(shù)據(jù)。一個(gè)小柱狀圖代表的這一幀畫(huà)面渲染的耗時(shí)，柱狀圖越高代表耗時(shí)越長(zhǎng)。隨著界面的刷新，柱狀圖信息也會(huì)實(shí)時(shí)滾動(dòng)刷新。

????????中間有一條綠線，代表 16 ms ，保持動(dòng)畫(huà)流暢的關(guān)鍵就在于讓這些垂直的柱狀條盡可能地保持在綠線下面,任何時(shí)候超過(guò)綠線,你就有可能丟失一幀的內(nèi)容。

????????每一個(gè)柱狀圖都是由三種顏色構(gòu)成：藍(lán)、紅、黃。

藍(lán)色代表的是這一幀繪制 Display List 的時(shí)間。通俗來(lái)說(shuō)，就是記錄了需要花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間在屏幕上更新視圖。用代碼語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，就是執(zhí)行視圖的 onDraw 方法，創(chuàng)建或更新每一個(gè)視圖的 Display List 的時(shí)間。
紅色代表的是這一幀 OpenGL 渲染 Display List 所需要的時(shí)間。通俗來(lái)說(shuō)，就是記錄了執(zhí)行視圖繪制的耗時(shí)。用代碼語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，就是 Android 用 OpenGL ES 的 API 接口進(jìn)行 2D 渲染 Display List 的時(shí)間。
黃色代表的是這一幀 CPU 等待 GPU 處理的時(shí)間。通俗來(lái)說(shuō)，就是 CPU 等待 GPU 發(fā)出接到命令的回復(fù)的等待時(shí)間。用代碼語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，就是這是一個(gè)阻塞調(diào)用。

????????實(shí)際測(cè)試，常用以下兩點(diǎn)來(lái)作為渲染性能的測(cè)試指標(biāo)，將渲染性能控制在一個(gè)約定好的合理范圍內(nèi)：

執(zhí)行應(yīng)用的所有功能及分支功能，操作過(guò)程中涉及的柱狀條區(qū)域應(yīng)至少 90 % 保持到綠線下面；
從用戶體檢的角度主觀判斷應(yīng)用在 512 M 內(nèi)存的 Android 設(shè)備下所有操作過(guò)程中的卡頓感是否能接受，不會(huì)感覺(jué)突兀怪異；

4.3 渲染性能差的根源

????????當(dāng)你看到藍(lán)色的線較高的時(shí)候，可能是由于你的視圖突然無(wú)效了需要重新繪制，或者是自定義的視圖過(guò)于復(fù)雜耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)。

????????當(dāng)你看到紅色的線較高的時(shí)候，可能是由于你的視圖重新提交了需要重新繪制導(dǎo)致的（比如屏幕從豎屏旋轉(zhuǎn)成橫屏后當(dāng)前界面重新創(chuàng)建），或者是自定義的視圖很復(fù)雜，繪制起來(lái)很麻煩，導(dǎo)致耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)。比如下面這種視圖：

????????當(dāng)你看到黃色的線較高的時(shí)候，那就意味著你給 GPU 太多的工作，太多的負(fù)責(zé)視圖需要 OpenGL 命令去繪制和處理，導(dǎo)致 CPU 遲遲沒(méi)等到 GPU 發(fā)出接到命令的回復(fù)。

4.4 檢測(cè)說(shuō)明

????????這個(gè)工具能夠很好地幫助你找到渲染相關(guān)的問(wèn)題，幫助你找到卡頓的性能瓶頸，追蹤究竟是什么導(dǎo)致被測(cè)應(yīng)用出現(xiàn)卡頓、變慢的情況，以便在代碼層面進(jìn)行優(yōu)化。甚至讓負(fù)責(zé)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人去改善他的設(shè)計(jì)，以獲得良好的用戶體驗(yàn)。

????????檢測(cè)渲染性能時(shí)，常伴隨著開(kāi)啟“ 嚴(yán)格模式 ” 查看應(yīng)用哪些情景在 UI 線程（主線程）上執(zhí)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

????????另外有些強(qiáng)大但可能少用的工具在測(cè)試性能渲染時(shí)輔助分析，比如：

HierarchyViewer：這個(gè)工具常用來(lái)查看界面的視圖結(jié)構(gòu)是否過(guò)于復(fù)雜，用于了解哪些視圖過(guò)度繪制，又該如何進(jìn)行改進(jìn)；
Tracer for OpenGL：這個(gè)工具收集了所有UI界面發(fā)給GPU的繪制命令。常用于輔助開(kāi)發(fā)人員 DEBUG 、定位一些 HierarchyViewer 工具定位不了的疑難渲染細(xì)節(jié)問(wèn)題。

4.5 UI繪制機(jī)制的補(bǔ)充說(shuō)明

????????如上面所說(shuō)，布局和 UI 組件等都會(huì)先經(jīng)過(guò) CPU 計(jì)算成 GPU 能夠識(shí)別并繪制的多邊形（ Polygons ），紋理（ Texture ），然后交給 GPU 進(jìn)行柵格化渲染，再將處理結(jié)果傳到屏幕上顯示。 “ CPU 計(jì)算成 GPU 能夠識(shí)別并繪制的對(duì)象 ” 這個(gè)操作是在 DisplayList 的幫助下完成的。DisplayList 擁有要交給 GPU 柵格化渲染到屏幕上的數(shù)據(jù)信息。

????????DisplayList 會(huì)在某個(gè)視圖第一次需要渲染時(shí)創(chuàng)建。當(dāng)該視圖有類似位置被移動(dòng)等變化而需要重新渲染這個(gè)視圖的時(shí)候，則只需 GPU 額外執(zhí)行一次渲染指令冰更新到屏幕上就夠了。但如果視圖中的繪制內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)（比如不可見(jiàn)了），那之間的 DisplayList 就無(wú)法繼續(xù)使用了，這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)重新執(zhí)行一次重新創(chuàng)建 DisplayList 、渲染DisplayList 并更新到屏幕上。這個(gè)流程的表現(xiàn)性能取決于該視圖的復(fù)雜程度。

五. 布局邊界合理性

????????這一章節(jié)比較簡(jiǎn)單，考慮到應(yīng)該沒(méi)受眾，故不展開(kāi)討論。

六. 給開(kāi)發(fā)的界面優(yōu)化 Advice

6.1 優(yōu)化布局的結(jié)構(gòu)

????????布局結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，會(huì)減慢渲染的速度，造成性能瓶頸。我們可以通過(guò)以下這些慣用、有效的布局原則來(lái)優(yōu)化：

避免復(fù)雜的View層級(jí)。布局越復(fù)雜就越臃腫，就越容易出現(xiàn)性能問(wèn)題，尋找最節(jié)省資源的方式去展示嵌套的內(nèi)容；
盡量避免在視圖層級(jí)的頂層使用相對(duì)布局?RelativeLayout?。相對(duì)布局?RelativeLayout?比較耗資源，因?yàn)橐粋€(gè)相對(duì)布局?RelativeLayout?需要兩次度量來(lái)確保自己處理了所有的布局關(guān)系，而且這個(gè)問(wèn)題會(huì)伴隨著視圖層級(jí)中的相對(duì)布局?RelativeLayout?的增多，而變得更嚴(yán)重；
布局層級(jí)一樣的情況建議使用線性布局?LinearLayout?代替相對(duì)布局?RelativeLayout，因?yàn)榫€性布局?LinearLayout?性能要更高一些；確實(shí)需要對(duì)分支進(jìn)行相對(duì)布局?RelativeLayout?的時(shí)候，可以考慮更優(yōu)化的網(wǎng)格布局?GridLayout?，它已經(jīng)預(yù)處理了分支視圖的關(guān)系，可以避免兩次度量的問(wèn)題；
相對(duì)復(fù)雜的布局建議采用相對(duì)布局?RelativeLayout?，相對(duì)布局?RelativeLayout?可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)線性布局?LinearLayout?嵌套才能實(shí)現(xiàn)的布局；
不要使用絕對(duì)布局?AbsoluteLayout?；
將可重復(fù)使用的組件抽取出來(lái)并用?標(biāo)簽進(jìn)行重用。如果應(yīng)用多個(gè)地方的 UI 用到某個(gè)布局，就將其寫成一個(gè)布局部件，便于各個(gè) UI 重用。官方詳解「?戳我?」
使用?merge?標(biāo)簽減少布局的嵌套層次，官方詳解「?戳我?」；
去掉多余的不可見(jiàn)背景。有多層背景顏色的布局，只留最上層的對(duì)用戶可見(jiàn)的顏色即可，其他用戶不可見(jiàn)的底層顏色可以去掉，減少無(wú)效的繪制操作；
盡量避免使用 layoutweight 屬性。使用包含 layoutweight 屬性的線性布局?LinearLayout?每一個(gè)子組件都需要被測(cè)量?jī)纱?，?huì)消耗過(guò)多的系統(tǒng)資源。在使用?ListView?標(biāo)簽與?GridView?標(biāo)簽的時(shí)候，這個(gè)問(wèn)題顯的尤其重要，因?yàn)樽咏M件會(huì)重復(fù)被創(chuàng)建。平分布局可以使用相對(duì)布局?RelativeLayout?里一個(gè) 0dp 的 view 做分割線來(lái)搞定，如果不行，那就……；
合理的界面的布局結(jié)構(gòu)應(yīng)是寬而淺，而不是窄而深；

6.2 優(yōu)化處理邏輯

按需載入視圖。某些不怎么重用的耗資源視圖，可以等到需要的時(shí)候再加載，提高UI渲染速度；
使用?ViewStub?標(biāo)簽來(lái)加載一些不常用的布局；
動(dòng)態(tài)地 inflation view 性能要比用?ViewStub?標(biāo)簽的 setVisiblity 性能要好，當(dāng)然某些功能的實(shí)現(xiàn)采用?ViewStub?標(biāo)簽更合適；
盡量避免不必要的耗資源操作，節(jié)省寶貴的運(yùn)算時(shí)間；
避免在 UI 線程進(jìn)行繁重的操作。耗資源的操作（比如 IO 操作、網(wǎng)絡(luò)操作、SQL 操作、列表刷新等）耗資源的操作應(yīng)用后臺(tái)進(jìn)程去實(shí)現(xiàn)，不能占用 UI 線程，UI 線程是主線程，主線程是保持程序流暢的關(guān)鍵，應(yīng)該只操作那些核心的 UI 操作，比如處理視圖的屬性和繪制；
最小化喚醒機(jī)制。我們常用廣播來(lái)接收那些期望響應(yīng)的消息和事件，但過(guò)多的響應(yīng)超過(guò)本身需求的話，會(huì)消耗多余的 Android 設(shè)備性能和資源。所以應(yīng)該最小化喚醒機(jī)制，當(dāng)應(yīng)用不關(guān)心這些消失和事件時(shí)，就關(guān)閉廣播，并慎重選擇那些要響應(yīng)的 Intent 。
為低端設(shè)備考慮，比如 512M 內(nèi)存、雙核 CPU 、低分辨率，確保你的應(yīng)用可以滿足不同水平的設(shè)備。
優(yōu)化應(yīng)用的啟動(dòng)速度。當(dāng)應(yīng)用啟動(dòng)一個(gè)應(yīng)用時(shí)，界面的盡快反饋顯示可以給用戶一個(gè)良好的體驗(yàn)。為了啟動(dòng)更快，可以延遲加載一些 UI 以及避免在應(yīng)用?Application?層級(jí)初始化代碼。

6.3 善用 DEBUG 工具

多使用Android提供的一些調(diào)試工具去追蹤應(yīng)用主要功能的性能情況；
多使用Android提供的一些調(diào)試工具去追蹤應(yīng)用主要功能的內(nèi)存分配情況；

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