Android性能优化:这些绘制优化你一定不能忽略!

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前言

  • Android开发中,性能优化策略十分重要
  • 本文主要讲解性能优化中的绘制优化,希望你们会喜欢。

目录

示意图


1. 影响的性能

绘制性能的好坏 主要影响 :Android应用中的页面显示速度


2. 如何影响性能

绘制影响Android性能的实质:页面的绘制时间

1个页面通过递归 完成测量 & 绘制过程


3. 优化思路

主要优化方向是:

  1. 降低View.onDraw()的复杂度
  2. 避免过度绘制(Overdraw)

4. 具体优化方案

  • 具体如下

示意图

  • 下面,我将详细分析每种优化方案

4.1. 降低View.onDraw()的复杂度

4.1.1 onDraw()中不要创建新的局部对象

示意图

4.1.2 避免onDraw()执行大量 & 耗时操作

示意图

4.2 避免过度绘制(Overdraw)

4.2.1 过度绘制的简介

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4.2.2 过度绘制的表现形式

过度绘制 会导致屏幕显示的色块不同,具体如下

示意图

附:示例说明

示意图

4.2.3 过度绘制的优化原则

很多 过度绘制是难以避免的,如 上述实例的 文字 & 背景导致的过度绘制;只能尽可能避免过度绘制:

  1. 尽可能地控制 过度绘制的次数 = 2 次(绿色)以下,蓝色最理想
  2. 尽可能避免 过度绘制的粉色 & 红色情况
  3. 不允许 3 次以上的过度绘制(淡红色)面积 超过 屏幕大小的 1/4

4.2.4 优化方案

  1. 移除默认的 Window 背景
  2. 移除 控件中不必要的背景
  3. 减少布局文件的层级(嵌套)
  4. 自定义控件View优化:使用 clipRect() 、 quickReject()

优化方案1: 移除默认的 Window 背景

  • 背景 一般应用程序 默认 继承的主题 = windowBackground ,如默认的 Light 主题:
<style name="Theme.Light">
    <item name="isLightTheme">true</item>
    <item name="windowBackground">@drawable/screen_background_selector_light</item>
    ...
</style>
  • 问题 一般情况下,该默认的 Window 背景基本用不上:因背景都自定义设置 若不移除,则导致所有界面都多 1 次绘制

  • 解决方案 移除默认的 Window 背景

// 方式1:在应用的主题中添加如下的一行属性
	<item name="android:windowBackground">@android:color/transparent</item>
	<!-- 或者 -->
	<item name="android:windowBackground">@null</item>

// 方式2:在 BaseActivity 的 onCreate() 方法中使用下面的代码移除
	getWindow().setBackgroundDrawable(null);
	<!-- 或者 -->
	getWindow().setBackgroundDrawableResource(android.R.color.transparent);

优化方案2:移除 控件中不必要的背景

如2个常见场景:

  • 场景1:ListViewItem 列表页(ListView) 与 其内子控件(Item)的背景相同 = 白色,故可移除子控件(Item)布局中的背景

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  • 场景2:ViewPagerFragment 对于1个ViewPager + 多个 Fragment 组成的首页界面,若每个 Fragment 都设有背景色,即 ViewPager 则无必要设置,可移除

示意图

关于更多场景,可使用工具 Hierarchy View 查看,具体请看文章: 过渡绘制的使用工具:Hierarchy View

优化方案3:减少布局文件的层级(减少不必要的嵌套)

  • 原理:减少不必要的嵌套 ->> UI层级少 ->> 过度绘制的可能性低
  • 优化方式:使用布局标签<merge> & 合适选择布局类型

具体请看文章:Android性能优化:这是一份详细的布局优化 指南(含include、Viewstub、merge)

优化方案4:自定义控件View优化:使用 clipRect() 、 quickReject()

  • clipRect()
    1. 作用:给 Canvas 设置一个裁剪区域,只有在该区域内才会被绘制,区域之外的都不绘制
    2. 实例说明:DrawerLayout 布局 = 左抽屉布局

示意图

@Override
protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTim
    // ...仅贴出关键代码

        // 1. 遍历 DrawerLayout 的 child view,拿到抽屉布局
        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            final View v = getChildAt(i);
            if (v == child || v.getVisibility() != VISIBLE
                    || !hasOpaqueBackground(v) || !isDrawerView(v)
                    || v.getHeight() < height) {
                continue;
            }
            // a. 若是左抽屉布局
            // 则取抽屉布局的右边界作为裁剪区的左边界、设置原主布局的裁剪区域,如上图裁剪区域
            if (checkDrawerViewAbsoluteGravity(v, Gravity.LEFT)) {
                final int vright = v.getRight();
                if (vright > clipLeft) clipLeft = vright;
            // b. 若是右抽屉布局
            // 则取抽屉布局的左边界作为裁剪区的右边界、设置原主布局的裁剪区域
            } else {
                final int vleft = v.getLeft();
                if (vleft < clipRight) clipRight = vleft;
            }
        }
        // 2. 通过clipRect()设置原主布局的显示范围 = 裁剪区域,使其仅在上图中的红框区域(即不阻碍抽屉布局的区域)显示
       // 从而避免过度绘制
        canvas.clipRect(clipLeft, 0, clipRight, getHeight());
    }
    ......                       
}
  • quickreject()
    1. 作用:判断和某个矩形相交
    2. 具体措施:若判断与矩形相交,则可跳过相交的区域,从而减少过度绘制

4.3 其他优化方案

示意图

总结

示意图

至此,关于绘制优化的方案讲解完毕。

5. 布局调优工具

  • 背景 尽管已经注意到上述的优化策略,但实际开发中难免还是会出现布局性能的问题
  • 解决方案 使用 布局调优工具

此处主要介绍 常用的:hierarchy viewerProfile GPU RenderingSystrace

5.1 Hierarchy Viewer

  • 简介 Android Studio 提供的UI性能检测工具。

  • 作用 可视化获得UI布局设计结构 & 各种属性信息,帮助我们优化布局设计

即 :方便查看Activity布局,各个View的属性、布局测量-布局-绘制的时间

5.2 Profile GPU Rendering

  • 简介 一个 图形监测工具

  • 作用 渲染、绘制性能追踪

能实时反应当前绘制的耗时

  • 具体使用 横轴 = 时间、纵轴 = 每帧的耗时;随着时间推移,从左到右的刷新呈现

提供一个标准的耗时,如果高于标准耗时,就表示当前这一帧丢失

示意图

更详细使用请看: Profile GPU Rendering 使用指南 

5.3 Systrace

  • 简介 Android 4.1以上版本提供的性能数据采样 & 分析工具
  • 作用 检测 Android系统各个组件随着时间的运行状态 & 提供解决方案
  1. 收集 等运行信息,从而帮助开发者更直观地分析系统瓶颈,改进性能 检测范围包括:Android 关键子系统(如WindowManagerServiceFramework 部分关键模块)、服务、View系统
  2. 功能包括:跟踪系统的I/O 操作、内核工作队列、CPU 负载等,在 UI 显示性能分析上提供很好的数据,特别是在动画播放不流畅、渲染卡等问题上

6. 总结

  • 本文主要讲解Android 性能优化中的 绘制优化

示意图

下面我将继续深入讲解 Android中的性能优化 ,感兴趣的同学可以继续关注本人的 稀土掘金博客


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