性能优化（五）：卡顿分析与布局优化

Android系统每隔大概16.6ms发出VSYNC信号，触发对UI进行渲染。View的绘制频率60fps是最佳的，这就要求每帧绘制时间不超过16ms（16ms=1000/60)，正常情况下，每隔16ms draw一下，如果draw时间过长，一帧画面拉的时间过长，把后面的时间占用了，给人视觉上的表现卡一下或跳帧。

卡顿分析

CPU Profile

官方文档：https://developer.android.google.cn/studio/profile/cpu-profiler

卡顿分析.png

Display下的Frames：此部分显示应用中界面线程和RenderThread轨迹事件。超过16ms会显示红色，以突显潜在的卡顿帧。（Command+鼠标滚轮放大）

Threads：此部分显示界面线程、RenderThread和GPU completion线程，这些线程与界面呈现有关，可能是导致卡顿的原因

如果某个轨迹事件特别长，可以进一步放大，以便找出可能导致卡顿的原因。

监控卡顿

• Looper日志检测卡顿

BlockCanary就是利用Handler消息机制，给Looper设置一个Printer，记录堆栈和CPU信息，计算算dispatchMessage的执行时间，是否超过阈值来判断是否卡顿。(这种方案能拿到问题堆栈，但字符串拼接产生较多的临时变量，会导致内存频繁GC，损耗性能；)

public static void loop() {
   //...
   for (;;) {
       //...
       // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
       final Printer logging = me.mLogging;
       if (logging != null) {
          logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                  msg.callback + ": " + msg.what);
        }
       //...
       msg.target.dispatchMessage(msg);
       //...
       if (logging != null) {
           logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
        }
       //...
    }
}

• Choreographer帧率检测

Android系统每隔16ms会发出VSYNC信号，来通知界面重绘、渲染，每一帧渲染会回调doFrame(frameTimeNanos: Long)

object ChoreographerHelper {
   fun start() {
       Choreographer.getInstance().postFrameCallback(object : Choreographer.FrameCallback {
           var lastFrameTimeNanos: Long = 0
           override fun doFrame(frameTimeNanos: Long) {
               //上次回调时间
               if (lastFrameTimeNanos == 0L) {
                   lastFrameTimeNanos = frameTimeNanos
                   Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this)
                   return
              }
               val diff = (frameTimeNanos - lastFrameTimeNanos) / 1000000
               if (diff > 16.6f) {
                   //掉帧数
                   val droppedFrameCount = (diff / 16.6).toInt()
              }
               lastFrameTimeNanos = frameTimeNanos
               Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this)
          }
      })
  }
}

布局优化

层级优化和过渡渲染

绘制流程会遍历View Tree，视图层级太深需要更多的时间，从而造成卡顿等问题，可以使用Layout Inspector来分析布局层级结构。官方文档：https://developer.android.google.cn/studio/debug/layout-inspector?hl=zh_cn

可以打开手机开发者模式下的调试GPU过渡绘制检查系统在渲染单个帧的过程中多次在屏幕上绘制某一个像素。

• 如果父控件有颜色，也是自己需要的颜色，那么子控件不必加背景颜色；如果子控件颜色不一样，且完全覆盖父控件，那么父控件不必加背景颜色。

• 复杂界⾯可选⽤ConstraintLayout，可有效减少层级。

• 使⽤include和merge增加复⽤，减少⼀层布局嵌套。

• ViewStub延迟加载：ViewStub不可见，不占用资源，只有设置viewStub.inflate()或viewStub.setVisibility(View.VISIBLE)，ViewStub所指向的布局文件才会将ViewStub替换掉，ViewStub只能Inflate一次。