Android 性能优化之布局优化

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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

java 复制代码

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);
    }
}

AOP方式

使用第三方框架：

https://github.com/FlyJingFish/AndroidAOP

定义切面类：

java 复制代码

@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;
    }
}

获取控件加载耗时

java 复制代码

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);
    }
}

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：

groovy 复制代码

implementation "androidx.asynclayoutinflater:asynclayoutinflater:1.0.0"

使用：

java 复制代码

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);
    }
});

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。