Android性能优化摘录

目录
一、View的过度绘制(OverDraw)
二、View的绘制流程
三、三种常用布局的比较
四、RecyclerView VS ListView 之View层级关系
五、高效布局标签
六、去掉window的背景
七、去掉其他不必要的背景
八、ClipRect & QuickReject
九、善用draw9patch
十、慎用Alpha
十一、应该早点知道的API
十二、其他

本文是有心课堂-性能优化合辑 视频的学习笔记,也翻阅过网上的相关资料,整理了个人认为比较重要的知识点。

一、View的过度绘制(OverDraw)

OverDraw,是指在一帧的时间内(16.67ms)像素被绘制了多次,理论上一个像素只绘制一次是最优的,但由于重叠的布局导致一些像素被重复绘制多次,而每次绘制都会对应到CPU的一组绘图命令和GPU的一些操作,当这个操作超过16.67ms时就会出现掉帧的现象,即我们常说的卡顿,所以对重叠不可见元素的重复绘制会产生额外的开销,我们需要尽量减少OverDraw的发生。

Android提供了测量OverDraw的选项,在开发者选项->调试GPU过度绘制(Show GPU OverDraw),打开该选项就可以看到当前页面OverDraw的状态。

  • 没有颜色 : 没有OverDraw。像素只画了一次。
  • 蓝色:OverDraw 1倍。像素绘制了两次,大片的蓝色是可以接受的(若整个窗口都是蓝色,可以摆脱一层)。
  • 绿色:OverDraw 2倍。像素绘制了三次,中等大小的绿色区域是可以接受的,但你应该尝试去优化、减少它们。
  • 浅红:OverDraw 3倍。像素绘制了四次,小范围可接受。
  • 暗红:OverDraw 4倍。像素绘制了五次或更多,这是错误的,要修复它们。
GPU-OverDraw

二、View的绘制流程

  • measure :为整个View树计算实际的大小,即设置实际的高(对应属性:mMeasuredHeight)和宽(对应属性:mMeasureWidth),每个View的控件的实际宽高都是由父视图和本身的视图决定的。
  • layout:为将整个根据子视图的大小以及布局参数将View树放到合适的位置上。
  • draw:利用前两步得到的参数,将视图显示在屏幕上。

三、三种常用布局的比较

RelativeLayout:

优点:
1. View树扁平化,减少View层级
2. 使用场景广
缺点:
1. 测量效率稍差
2. 使用略复杂

LinearLayout:

优点:
1. 使用非常简单
2. 测量效率高
缺点:
1. 嵌套过多,易导致View层级复杂
2. 使用场景相对较窄

FrameLayout:

使用场景特殊,有些场景下可以替代RelativeLayout

选择布局容器的基本准则:

  • 尽可能的使用RelativeLayout以减少View层级,使View树趋于扁平化
  • 在不影响层级深度的情况下,使用LinearLayout和FrameLayout,而不是RelativeLayout

四、RecyclerView VS ListView 之View层级关系

                 | --- RecyclerView
    ViewGroup----|                                    |--- ListView
                 | --- AdapterView --- AbsListView ---|
                                                      |--- GridView

从View层级关系,我们可以看出,在实际开发中更推荐使用RecyclerView。

五、高效布局标签

  • Merge标签:减少视图的层级结构。

Merage标签一般配合FrameLayout和LinearLayout使用,当然RelativeLayout也可以用Merge标签,只是RelativeLayout本身比较复杂,如果我们也通过Merge标签去添加一些子View的时候很容易弄巧成拙。

另外Merge标签只能作为XML布局的根标签使用,当Inflate以<merge/>开头的布局文件时,必须指定一个父ViewGroup,并且必须设定attachToRoot为true。

  • ViewStub标签:高效占位符。

我们经常会遇到这的情况,运行时动态根据条件来决定显示哪个View或者布局。常用的做法是把View都写在上面,先把他们的可见性都设为View.GONE,然后在代码中动态的更改它的可见性。这样的做法的优点是逻辑简单而且控制起来比较灵活。但是它的缺点就是耗费资源。虽然把View的初始化可见View.GONE,但是在Inflate布局的时候View仍然会被Inflate,也就是说仍然会创建对象,会被实例化,会被设置属性,也就是说会耗费内存等资源。

ViewStub是一个轻量级的View,它是一个看不见的,不占布局位置,占用资源非常小的控件,可以为ViewStub指定一个布局,在Inflate布局的时候,只有ViewStub会被初始化,然后当ViewStub被设置为可见的时候或是调用了ViewStub.inflate()的时候,ViewSub所指向的布局会被inflateh和实例化,然后ViewStub的布局属性都会传给它所指向的布局。

<ViewStub
android:id="@+id/stub_view"
android:inflatedId="@+id/panel_stub"
android:layout="@layout/progress_overlay"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_gravity="bottom" />

当想加载布局时,可以使用下面其中的一种方法:

((ViewStub) findViewById(R.id.stub_view)).setVisibility(View.VISIBLE);
或
View importPanel = ((ViewStub) findViewById(R.id.stub_view)).inflate();
  • Space标签:空白控件。

六、去掉window的背景

在我们使用了Android自带的一些主题时,window会被默认添加一个纯色的背景,这个背景是被DecorView持有的,当我们的自定义布局时又添加一张背景图或者设置背景色,那么DecorView的background此时对我们来说是无用的,但是它会产生一次OverDraw,带来绘制性能损耗。

去掉window的背景可以在onCreate中的setContentView之后调用

getWindow().setBackgroundDrawable(null);

或者在theme中添加

android:windowbackground="null";

七、去掉其他不必要的背景

  • 有时候为了方便会先给Layout设置一个整体的背景,再给子View设置背景,会造成重叠,如果子View宽度match_parent,可以看到完全覆盖了Layout的一部分,这里就可以通过分别设置背景来减少重绘
  • 如果采用的是selector的背景,将normal状态的color设置为"@android:color/transparent"也同样可以解决问题。

这里只简单举两个例子,我们在开发过程中的一些习惯性的思维定式会带来不经意的OverDraw,所以开发过程中我们为某个View或者ViewGroup设置背景的时候,先思考下是否真的有必要,或者思考下这个背景能不能分段设置在子View上,而不是图方便直接设置在根View上。

八、ClipRect & QuickReject

为了解决OverDraw的问题,Android系统会通过避免绘制那些完全不可见的组件来尽量减少消耗,但不幸的是,对于那些过于复杂的自定义View(通常重写了OnDraw方法),Android系统无法检测在OnDraw里面具体会执行什么操作,系统无法监控并自动优化,也就无法避免OverDraw了。但是我们可以通过canvas.clipRect()来帮助系统识别那些可见的区域,这个方法可以指定一块矩形区域,只有在这个区域内才会被绘制,其他的区域会被忽视,这个API可以很好的帮助那些有多组重叠组件的自定义View来控制显示的区域,同时clipRect方法还可以帮助节约CPU与GPU资源,在clipRect区域之外的绘制指令都不会被执行,那些部分内容在矩形区域内的组件,任然会得到绘制。除了clipRect方法之外,我们还可以使用canvas.quickReject()来判断是否没和某个矩形相交,从而跳过那些非矩形区域内的绘制操作。

九、善用draw9patch

给ImageView加一个边框,遇到这种需求,通常在ImageView后面设置一张背景图,露出边框便完美解决问题,此时这个ImageView,设置了两次drawable,底下一层仅仅是为了作为图片的边框而已,但是两层drawable的重叠区域却绘制了两次,导致OverDraw。

优化方案:将背景drawable制作成draw9patch,并且将和前景重叠的部分设置为透明,由于Android的2D渲染器会优化draw9patch中的透明区域,从而优化了这次OverDraw。但是背景图片必须制作成draw9patch才行,因为Android 2D渲染器只对draw9patch有这个优化,否则,一张普通的png,就算你把中间的部分设置成透明,也不会减少这次OverDraw.

十、慎用Alpha

假如对一个View做Alpha转化,需要先将View绘制出来,然后做Alpha转化,最后将转换的效果在界面上。通俗得说,做Alpha转化就需要对当前View绘制两遍,可想而知,绘制效率会的大打折扣,耗时会翻倍,所以Alpha还是慎用。如果一定要做Alpha转化的话,可以采用缓存的方式。

view.setLayerType(LAYER_TYPE_HARDWARE);
doSmoeThing();
view.setLayerType(LAYER_TYPE_NONE);

通过setLayerType方式可以将当前界面缓存在GPU中,这样不需要每次绘制原始界面,但是GPU内存是相当宝贵的,所以用完要马上释放掉。

十一、应该早点知道的API

  1. android:lineSpacingExtra

    设置行间距,如“3dp”

  2. android:lineSpacingMultiPlier

    设置行间距的倍数,如“1.2”

  3. android:includeFontPadding="false"

    TextView默认上下是有一定的padding的,有时候我们可能不需要上下这部分留白,加上它即可

  4. android:titleMode(BitmapDrawable)

    可以指定图片使用重复填充的模式

  5. android:fillViewport

    设置ScrollView撑满父容器

  6. ArgbEvaluator类

    实现丰富的色彩效果,提高体验度。譬如:滑动Viewpager时,背景色渐变;随着EditText输入框的长度变化背景色等等

十二、其他

  • 尽量避免过多的使用static变量
  • Avtivity和Activity之间或Fragment和Fragment之间使用Intent、Bundle传递数据
  • 常量提取到一个单独的类中,并注意命名规范。如Intent传值的key
  • 善用 Gradle

有时候我们的App会把HOST_URL、DEBUG等常量写在Constants中,这样我们在打正式包或测试包除了要修改代码外,studio还需要重新build一次,是比较耗时的,所以我们可以把一些常量的设置可以定义到build.gradle文件中


    buildTypes {
        debug {
            buildConfigField("String", "HOST_URL", "\"http://api-test.ganxin.com\"")
            buildConfigField("Boolean", "LOG_DEBUG", "true")
        }
        release {
            buildConfigField("String", "HOST_URL", "\"http://api.ganxin.com\"")
            buildConfigField("Boolean", "LOG_DEBUG", "false")
        }
    }

又或者在AndroidManifest文件中的元素在不同的场景下需要替换不同的值的,可以尝试用productFlavors,如 :


    productFlavors {
        productive{
            manifestPlaceholders =[
                  LAUCHER_LOGO:"@mipmap/ic_logo_normal" ,
                  CHANNEL_NAME : "normal"
            ]
        }

        customA{
            manifestPlaceholders =[
                    LAUCHER_LOGO:"@mipmap/ic_logo_custom" ,
                    CHANNEL_NAME : "customA"
            ]
        }
    }

在AndroidManifest文件中的引用方式:

android:icon="${LAUCHER_LOGO}"

<meta-data
    android:name="UMENG_CHANNEL"
    android:value="${CHANNEL_NAME}" />
  • 使用递归方法的时候避免造成OOM(内存溢出)
  • 注意使用Handler造成的内存泄漏

一段简单的使用Handler示例


Handler mHandler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
    }
}

a. 当使用内部类(包括匿名类)来创建Handler的时候,Handler对象会隐式地持有一个外部类对象(通常是一个Activity)的引用(不然怎么可能通过Handler来操作Activity中的View ?)。而Handler通常会伴随一个耗时的后台线程(例如网络拉取图片)一起出现,这个后台线程在任务执行完毕之后,通过消息机制通知Handler,然后Handler把图片更新到界面,然后用户在网络请求过程中关闭了Activity,在正常情况下,Activity不再被使用,它就可能在GC检查时被回收掉,但由于这时线程尚未执行完,而该线程持有Handler的引用,这个Handler又持有Activity的引用,就导致该Activity无法被回收(即内存泄漏),直到网络请求结束。

b.另外,如果执行了Handler的postDelayed()方法,该方法会将你的Handler装入一个Message,并把这条Message推到MesageQueue中,那么在你设定的delay到达之前,会有一条MessageQueue->Message->Handler->Activity的链,导致你的Activity被引用而无法被回收。


解决方案:

a. 通过程序逻辑来进行保护

- 在关闭Activity的时候停掉你的后台线程。线程停掉了,就相当于切断了Handler和外部连接的线,Activity自然会在合适的时候被回收
- 如果你的Handler是被delay的Message持有了引用,那么使用相应的Handler的removeCallbacks()方法,把消息对象从消息对象移除就行

关于Handler.remove方法:
removeCallbacks(Runnable r) —— 清除r匹配上的Message
removeCallbacks(Runnable r, Object token) —— 清除r匹配且匹配token(Message.obj)的Message,token为空时,只匹配r 
removeCallbacksAndMessage(Object token) —— 清除token匹配的Message
removeMessages(int what) —— 按what来匹配
removeMessages(int what,Object object) —— 按what来匹配

如果需要清除以Handler为target的所有Message(包括Callback),调用如下方法即可:
handler.removeCallbacksAndMessages(null);

b. 将Handler声明为静态类

静态类不持有外部类的对象,所以Activity可以随意回收。


static class MyHandler extends Handler {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
    }
}

但使用了以上代码后,会发现,由于Handler不再持有外部类对象的引用,导致程序不允许你在Handler中操作Activity的对象了,所以你需要在Handler中增加一个对Activity的弱引用(WeakReference):


static class MyHandler extends Handler {
    WeakReference<Activity > mActivityReference;

    MyHandler(Activity activity) {
        mActivityReference= new WeakReference<Activity>(activity);
    }

    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        final Activity activity = mActivityReference.get();
        if (activity != null) {
            mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
        }
    }
}

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