Android UI 性能优化 -- XML优化

提要：

• 以下仅为个人查阅资料，视频总结所得，如有错误，请指出谢谢

优化要点:

• 本文优化是针对启动时App的界面渲染进行优化，主要体现在XML优化

知识储备:

• 我们需要了解CPU和GPU的工作流程
• 卡顿原理

CPU和GPU:

• CPU的任务繁多，除了进行逻辑计算外，还要进行内存管理，显示操作，因此在实际运算的时候新能会大打折扣，在没有GPU的时代，不能显示复杂的图形，其运算速度远跟不上今天复杂三维游戏的要求。这时 GPU的设计就出来了

  
  CPU和GPU比较
• 区别:

总的来说，CPU和GPU的主要区别是CPU是通用计算，而GPU是专用计算。打个比方来讲，CPU是老教授，能力很强但数量很少，GPU是小学生，能力很弱但数量众多。GPU的高性能主要体现在并发性上。现在虽然CPU也是多核，但是CPU的并发就像是10个人每个人处理一个问题，而GPU的并发是1个人处理10个问题，两者在效率上具有很大的差异。所以计算密集型的程序和易于并行的程序更适合在GPU上运行。

绘制流程:

绘制流程

• 我的理解是: 我们在XML中的打代码通过LayoutInflater 生成Button对象，对象在经过CUP生成多维图形纹理，生成后的数据在通过GPU栅格化后绘制出Button的样式
  整个流程主要是体现在View的onMeasure(),onLayout(),onDraw()三个方法上面

卡顿的原理

60Hz刷新频率由来

 12 fps: 由于人眼睛的特使结果，在画面高于10-12帧/秒播放时，人会认为画面是连贯的
 24 fps :有声电影的拍摄及播放帧率均为每秒 24 帧，对一般人而言已算可接受
 30fps:早期的高动态电子游戏，帧率少于每秒 30 帧的话就会显得不连贯，这是因为没有动态模
糊使流畅度降低
 60 fps:在与手机交互过程中，如触摸和反馈 60 帧以下人是能感觉出来的。 60 帧以上不能察觉变化当帧率低于 60 fps 时感觉的画面的卡顿和迟滞现象

 Android 系统每隔 16ms 发出 VSYNC 信号 (1000ms/60=16.66ms) ，触发对 UI 进行渲染， 如果每次渲染都成功这样就能够达到流畅的画面所需要的 60fps，为了能够实现 60fps ，这意味着计算渲染的大多数操作都必须
在 16ms 内完成。

原理分析:

而每一帧的渲染包括CPU的一次计算，GPU的一次绘制，当一帧画面出现渲染时间超过16ms的时候，垂直同步机制会让显示器硬件等待GPU栅格化渲染操作，造成这一帧的渲染进入本应是下一帧的渲染时间段，这样会造成这一帧的画面多停留了16ms，甚至更多，这样就会造成了用户开起来界面停顿现象。

渲染示例图

处理方案:

方法一:

• 打开手机开发人选选项中的调适GPU过度绘制选项，选中显示过度绘制区域

• 打开APP

  
  APP过度绘制示意图

说明:

过度绘制说明

• 通过两幅图可以明显看出文本内容区域过度绘制了4次及以上

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="horizontal"
    android:paddingBottom="@dimen/chat_padding_bottom">

    <ImageView
        android:id="@+id/chat_author_avatar"
        android:layout_width="@dimen/avatar_dimen"
        android:layout_height="@dimen/avatar_dimen"
        android:layout_margin="@dimen/avatar_layout_margin" />

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:background="@android:color/darker_gray"
        android:orientation="vertical">

        <RelativeLayout
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:orientation="horizontal"
            android:background="#fff"
            android:textColor="#78A">


            <TextView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
                android:id="@+id/chat_author_name"
                android:layout_width="wrap_content"
                android:layout_height="wrap_content"
                android:layout_alignParentLeft="true"
                android:gravity="bottom"
                android:padding="@dimen/narrow_space" />

            <TextView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
                android:id="@+id/chat_datetime"
                android:layout_width="wrap_content"
                android:layout_height="wrap_content"
                android:layout_alignParentRight="true"
                android:padding="@dimen/narrow_space"
                android:textStyle="italic" />
        </RelativeLayout>

        <TextView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
            android:id="@+id/chat_text"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent"
            android:padding="@dimen/narrow_space"
            android:background="#fff"/>

    </LinearLayout>

</LinearLayout>

• 通过代码可以看出外层RelativeLayout设置背景为白色，与外层LinearLayout的背景设置发生重复绘制，我们将RelativeLayout的背景设置去掉,结果如下:

  
  取消RelativeLayout背景设置

方法二:

• 在开发中我们还会遇到这样的问题：

原图 渲染视图

在渲染视图中我们发现在三张图片的重叠部分发生了过度绘制，我们需要对重叠部分进行优化:

原理

B图片也覆盖了A图片部分，上图未标出

效果图

另外:

• include标签：除了减少GPU绘制方法外，我们还可以在APP重复使用的相同控件处使用include标签进行引入，减少CPU的计算，在后面使用的时候可以直接进行绘制
• merger标签：减少与父容器的重叠
• 减少布局的嵌套：在XML文件中减少布局的嵌套也可以减短XML的绘制时间，推荐使用ConstraintLayout，RelativeLayout布局。

结束

感谢您的阅读，希望上面的内容对您有所帮助
生命不止，学习不止，与君共勉