安卓之UI的绘制优化

  • CPU 与 GPU工作流程
  • 1 结构图
  • 2 加载流程图
  • 60HZ由来及卡顿处理
  • 1 卡顿原因分析
  • 2 解决办法
  • 查看方法 : 开发者选项-》Profile GPU rendering/调试GPU过度绘制
  • 处理方案
  • 布局的优化(主要减少CPU工作量)
  • 1 常用工具
  • 2 优化注意
  • 小结


CPU 与 GPU工作流程

CPU 的任务繁多,做逻辑计算外,还要做内存管理、显示操作,因此在实际运算的时候性能会大打折扣,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。即使 CPU的工作频率超过 2GHz 或更高,对它绘制图形提高也不大。这时 GPU的设计就出来了

说到CPU 和 GPU就不得不说一下几张图片:

1 结构图

android接口限制CPU主频_UI


黄色的 Control 为控制器,用于协调控制整个 CPU 的运行,包括取出指令、控制其他模块的运行等;

绿色的 ALU ( Arithmetic Logic Unit )是算术逻辑单元,用于进行数学、逻辑运算;

橙色的 Cache 和 DRAM 分别为缓存和 RAM ,用于存储信息、

从结构图可以看出, CPU 的控制器较为复杂,而 ALU 数量较少。因此 CPU 擅长各种复杂

的逻辑运算,但不擅长数学尤其是浮点运算

2 加载流程图

android接口限制CPU主频_帧率_02


android接口限制CPU主频_帧率_03

60HZ由来及卡顿处理

12 fps :由于人类眼睛的特殊生理结构,如果所看画面之帧率高于每秒约 10-12 帧的时候,就会
认为是连贯的
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
30 fps :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。

1 卡顿原因分析

android接口限制CPU主频_android接口限制CPU主频_04


16 毫秒的时间主要被两件事情所占用

第一件:将 UI 对象转换为一系列多边形和纹理

第二件: CPU 传递处理数据到 GPU

所以很明显,我们要缩短这两部分的时间,也就是说需要尽量减少对象转换的次数,以及上传数据的次数 (布局 自定义)

2 解决办法

所以我们需要
CPU 减少 xml 转换成对象的时间
GPU 减少重复绘制的时间

GPU 过度绘制

  1. 自定义VIew中 onDraw方法做了多重绘制
  2. 布局层次太深,重叠太多,看不到的地方也绘制了

查看方法 : 开发者选项-》Profile GPU rendering/调试GPU过度绘制

android接口限制CPU主频_帧率_05

处理方案

1.减少背景重复:
(1)去掉单个activity的主题设置的属性可以在setContentView之前getWindow().setBackgroundDrawable(null);
(2)去掉所有activity主题设置中的属性直接在styles.xml中设置

<item name="android:windowBackground">@null</item>

(3)非业务需要,不要去设置背景
2.使用裁减减少控件之间的重合部分
如:自定义view重叠的部分不进行绘制,见过最多的例子就是重叠在一起的纸牌
3 Android7.0之后系统做出的优化
安卓系统优化invalidate()不再执行测量和布局动作

布局的优化(主要减少CPU工作量)

1 常用工具

安卓SDK自带
(1) Android/sdk/tools/bin/ui    automator   viewer.bat
(2) Android\sdk\tools\monitor.bat
(3)Device Monitor窗口中Hierarchy view

其中 Device Monito 三个点也是代表着View的Measure, Layout和Draw。
绿: 表示该View的此项性能比该View Tree中超过50%的View都要快;例如,代表Measure的是绿点,意味着这个视图的测量时间快于树中的视图对象的50%。
黄: 表示该View的此项性能比该View Tree中超过50%的View都要慢;
红: 表示该View的此项性能是View Tree中最慢的;。

2 优化注意

1.能在一个平面显示的内容,尽量只用一个容器
2.尽可能把相同的容器合并merge
3.能复用的代码,用include处理,可以减少GPU重复工作

小结

减少不必要的嵌套;
使用merger避免与父容器重叠;
非业务需要,不要去添加背景色;
删除多余布局;
自定义view裁剪