Android 性能优化之绘制优化

Android

发布日期: 2019-01-25

文章字数: 1.5k

阅读时长: 5 分

绘制性能的好坏主要影响：Android应用中的页面显示速度

优化思路

绘制影响 Android 性能的实质就是影响页面的绘制时间。

一个页面通过递归完成测量和绘制过程，即 measure、layout 过程。

因此可以从以下几个方面进行优化，从而提高 Android 应用中的页面显示速度：

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

优化方案

降低 View.onDraw() 的复杂度

不要创建新的局部对象

onDraw() 方法可能会被频繁调用。如果 onDraw() 方法内需创建局部对象，则会在瞬间产生大量的历史对象，这使得占用过多内存并导致系统频繁 GC，降低了程序的执行效率。因此，onDraw() 方法中不要创建新的局部对象。

避免执行大量耗时操作

Google 官方性能优化标准要求，View 的最佳绘制频率为 60 fps(即：要求每帧绘制时间≤16ms)。如果 onDraw() 方法内执行大量耗时操作，会抢占 CPU 的时间片，从而导致 View 的绘制过程不流畅。因此，onDraw() 方法中避免执行大量耗时操作。

避免过度绘制(Overdraw)

过度绘制的简介

过度绘制是指屏幕上的某一像素点在同一帧中被重复绘制多次。

过度绘制发生的主要原因是因为多层次或重叠的 UI 结构。

在多层次或重叠的 UI 结构里，若不可见的 UI 也在做绘制操作，则会导致某些像素区域被绘制多次。过度绘制则会导致屏幕显示的色块不同。

过度绘制的主要影响如下：

界面显示时，浪费资源去渲染不必要、看不见的背景；
多次绘制就会导致页面加载或滑动时的不流畅、掉帧(对用户体验来说就是 APP 卡顿)。

过度绘制的检测

方法一：通过开发者选项开启 GPU 过度绘制调试

Android 手机的开发者选项中有调试 GPU 过度绘制的选项，打开步骤为设置 -> 开发者选项 -> 调试GPU过度绘制 -> 显示GPU过度绘制。
方法二：通过 adb 命令开启 GPU 过度绘制调试
开启调试 GPU 过度绘制的命令如下：
```
$ adb shell setprop debug.hwui.overdraw show
```
关闭调试 GPU 过度绘制的命令如下：
```
$ adb shell setprop debug.hwui.overdraw false
```
执行命令之后可能需要重新启动要调试的应用。

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，具体如下图所示：
过度绘制的表现形式

依据过度绘制的层度可以分成：

无过度绘制：一个像素只被绘制了一次
过度绘制x1：一个像素被绘制了两次
过度绘制x2：一个像素被绘制了三次
过度绘制x3：一个像素被绘制了四次
过度绘制x4+：一个像素被绘制了五次及以上

过度绘制的优化原则

很多过度绘制是难以避免的(如背景+文字导致的过度绘制)，只能尽可能避免过度绘制：

尽可能地控制过度绘制的次数为 2 次(绿色)以下，蓝色最理想；
尽可能避免过度绘制的粉色和红色情况；
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。

过度绘制的优化方案

优化方案1：移除 Window 的默认背景
查看 Android 源码里的 Theme 主题，如下：
```
<style name="Theme">
 ...
 
 <item name="windowBackground">@drawable/screen_background_selector_dark</item>
 ...
</style>
```
也就是说继承 Theme 这个 style 的风格，默认情况下，新建一个 Activity 都是有背景的。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。
使用时只要在自己的 AppTheme 里面去除该背景色即可：
```
<style name="AppTheme" parent="android:Theme.Light.NoTitleBar">
 <item name="android:windowBackground">@null</item>
</style>
```
或者在 Activity 的 onCreate() 方法中将背景置为 null 即可：
```
getWindow().setBackgroundDrawable(null);
```
优化方案2：移除控件中不必要的背景
- 场景1：ListView 与 Item：列表页(ListView)与其内子控件(Item)的背景相同，则可移除子控件(Item)布局中的背景；
- 场景2：ViewPager 与 Fragment：对于一个 ViewPager 和多个 Fragment 组成的首页界面，若每个 Fragment 都设有背景色，则可移除 ViewPager 的背景。
优化方案3：减少布局文件的层级

原理：减少不必要的嵌套(UI层级少)，则过度绘制的可能性低。
优化方式：使用标签并合适选择布局类型。
优化方案4：使用 Canvas 的 clipRect 和 clipPath 方法限制 View 的绘制区域

作用：使用 Canvas 的 clipRect 和 clipPath 方法给 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(如：android.support.v4.widget.DrawerLayout)。
优化方案5：ImageView 的 background 和 imageDrawable 重叠

Android 中，所有的 View 均可以设置 background。ImageView 除了能够设置 background 之外，还能设置 ImageDrawable。开发中，很多时候需要显示图片，在图片加载出来之前通常是需要显示一张默认图片的，很多时候会使用 ImageView 的 background 属性来设置默认背景图，而 imageDrawable 来设置需要加载的图片。这样会导致一个问题，当图片加载到页面后，默认背景图被挡住了，但是却仍然然需要绘制，导致过度绘制情况的发生。解决方案是把背景图和真正加载的图片都通过 imageDrawable 方法进行设置。