Android 性能优化之布局优化

Android 性能优化之布局优化

绘制原理

• CPU：负责执行应用层的measure、layout、draw等操作，将绘制的数据交给GPU处理。
• GPU：进一步处理数据，并缓存数据。
• 屏幕：由一个个像素点组成的，以固定的频率（16.6ms，1秒60帧）从缓冲区获取数据填充像素点。

双缓冲机制

GPU 向缓冲区写入数据的同时，屏幕也在向缓冲区读取数据，可能会导致屏幕上就会出现一部分是前一帧的画面，一部分是另一帧的画面。

因此 Android 系统使用双缓冲机制，GPU 只向Back Buffer中写入绘制数据，且 GPU 会定期交换Back Buffer和Frame Buffer，交换的频率也是60次/秒，这就与屏幕的刷新频率保持了同步。

GPU 向 Back Buffer 写入数据时，系统会锁定 Back Buffer，如果布局比较复杂或设备性能较差时，CPU 不能保证16.6ms内完成计算，因此到了 GPU 交换两个 Buffer 的时间点，GPU 就会发现 Back Buffer 被锁定了，会放弃这次交换，也就是掉帧。

布局加载原理

• 解析XML文件，涉及 IO 操作。
• 通过 createViewFromTag() 创建View，用到了反射机制。

检测耗时

常规方式

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        long start = System.currentTimeMillis();
        setContentView(R.layout.activity_main);
        long time = System.currentTimeMillis() - start;
        Log.e("TAG", "setContentView耗时：" + time);
    }
}
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AOP方式

使用第三方框架：

https://github.com/FlyJingFish/AndroidAOP

定义切面类：

@AndroidAopMatchClassMethod(
        targetClassName = "androidx.appcompat.app.AppCompatActivity",
        methodName = {"setContentView"},
        type = MatchType.SELF
)
public class MatchSetContentView implements MatchClassMethod {
    @Nullable
    @Override
    public Object invoke(@NonNull ProceedJoinPoint proceedJoinPoint, @NonNull String methodName) {
        Class<?> targetClass = proceedJoinPoint.getTargetClass();
        long start = System.currentTimeMillis();
        proceedJoinPoint.proceed();
        long time = System.currentTimeMillis() - start;
        Log.e("TAG", targetClass.getSimpleName() + "#" + methodName + "耗时：" + time);
        return null;
    }
}
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获取控件加载耗时

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        LayoutInflaterCompat.setFactory2(getLayoutInflater(), new LayoutInflater.Factory2() {
            @Nullable
            @Override
            public View onCreateView(@Nullable View parent, @NonNull String name, @NonNull Context context, @NonNull AttributeSet attrs) {
                long start = System.nanoTime();
                View view = getDelegate().createView(parent, name, context, attrs);
                Log.e("TAG", name + "耗时：" + (System.nanoTime() - start) + "ns");
                return view;
            }

            @Nullable
            @Override
            public View onCreateView(@NonNull String name, @NonNull Context context, @NonNull AttributeSet attrs) {
                return null;
            }
        });
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }
}
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布局优化

优化思路：

• IO 优化。
• 反射优化。

AsyncLayoutInflater方案

AsyncLayoutInflater 是 Android 提供的一个异步加载布局的类，它允许在 UI 线程之外加载和解析 XML 布局文件，减少主线程的阻塞，从而提高应用的响应性能。

添加依赖库：

implementation "androidx.asynclayoutinflater:asynclayoutinflater:1.0.0"
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使用：

new AsyncLayoutInflater(this).inflate(R.layout.activity_main, null, new AsyncLayoutInflater.OnInflateFinishedListener() {
    @Override
    public void onInflateFinished(@NonNull View view, int resid, @Nullable ViewGroup parent) {
        setContentView(view);
    }
});
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缺点：

• 兼容性一般。
• 牺牲了易用性。

Compose方案

• 新一代UI，声明式UI。
• 去掉了 XML。

减少布局层级和复杂度

• 使用 ConstraintLayout 可以实现扁平化布局，减少层级。
• 使用 RelativeLayout 减少嵌套。
• 嵌套的 LinearLayout 尽量少用 weight 属性，因为 weight 会重复测量。
• 使用 merge 标签减少布局层级。
• 使用 ViewStub 标签进行延迟加载。
• 使用 include 标签提取复用布局。

避免过度绘制

• 去掉多余的背景色，减少复杂 shape 的使用。
• 避免层级叠加。
• 自定义 View 使用 clipRect 屏蔽被遮盖 View 绘制。