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Android性能优化典范1阅读

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界面卡顿问题

大多数用户感知到的卡顿等性能问题的最主要根源都是因为渲染性能。Android系统每隔16ms发出VSYNC信号,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,这意味着程序的大多数操作都必须在16ms内完成。如果你的某个操作花费时间是24ms,系统在得到VSYNC信号的时候就无法进行正常渲染,这样就发生了丢帧现象。那么用户在32ms内看到的会是同一帧画面。

用户容易在UI执行动画或者滑动ListView的时候感知到卡顿不流畅,是因为这里的操作相对复杂,容易发生丢帧的现象,从而感觉卡顿。有很多原因可以导致丢帧,也许是因为你的layout太过复杂,无法在16ms内完成渲染,有可能是因为你的UI上有层叠太多的绘制单元,还有可能是因为动画执行的次数过多。这些都会导致CPU或者GPU负载过重。

我们可以通过一些工具来定位问题,比如可以,也可以。你还可以使用TraceView来观察CPU的执行情况,更加快捷的找到性能瓶颈。

检查渲染时间

打开手机里面的开发者选项,选择Profile GPU Rendering,选中On screen as bars的选项。

Resterization栅格化是绘制那些Button,Shape,Path,String,Bitmap等组件最基础的操作。它把那些组件拆分到不同的像素上进行显示。这是一个很费时的操作,GPU的引入就是为了加快栅格化的操作。CPU负责把UI组件计算成Polygons,Texture纹理,然后交给GPU进行栅格化渲染。然而每次从CPU转移到GPU是一件很麻烦的事情,所幸的是OpenGL ES可以把那些需要渲染的纹理Hold在GPU Memory里面,在下次需要渲染的时候直接进行操作。所以如果你更新了GPU所hold住的纹理内容,那么之前保存的状态就丢失了。

检查Activity中的布局是否过于复杂

使用HierarchyViewer,使得布局尽量扁平化,避免出现重复的嵌套布局。移除非必需的UI组件,这些操作能够减少Measure,Layout的计算时间。

检查过度绘制的情况

使用手机设置里面的开发者选项,打开Show GPU Overdraw等选项进行观察

Overdraw描述的是屏幕上的某个像素在同一帧的时间内被绘制了多次。在多层次的UI结构里面,如果不可见的UI也在做绘制的操作,这就会导致某些像素区域被绘制了多次。这就浪费大量的CPU以及GPU资源。

对于自定义的View(重写了onDraw方法),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,仍然会得到绘制。

可以尝试的方法:

  • 移除Window默认的Background
  • 移除XML布局文件中非必需的Background
  • 按需显示占位背景图片

内存抖动和GC

  • Memory Monitor:跟踪整个app的内存变化情况。
  • Heap Viewer:查看当前内存快照,便于对比分析哪些对象有可能发生了泄漏。
  • Allocation Tracker:追踪内存对象的来源。

通常来说,单个的GC并不会占用太多时间,但是大量不停的GC操作则会显著占用帧间隔时间(16ms)。如果在帧间隔时间里面做了过多的GC操作,那么自然其他类似计算,渲染等操作的可用时间就变得少了。

导致GC频繁执行有两个原因:

  • Memory Churn内存抖动,内存抖动是因为大量的对象被创建又在短时间内马上被释放。
  • 瞬间产生大量的对象会严重占用Young Generation的内存区域,当达到阀值,剩余空间不够的时候,也会触发GC。即使每次分配的对象占用了很少的内存,但是他们叠加在一起会增加Heap的压力,从而触发更多其他类型的GC。这个操作有可能会影响到帧率,并使得用户感知到性能问题。

检查内存泄漏的情况

使用Heap Tool查看当前内存快照,便于对比分析哪些对象有可能是泄漏了的

内存泄漏指的是那些程序不再使用的对象无法被GC识别,这样就导致这个对象一直留在内存当中,占用了宝贵的内存空间。

电池优化

可以通过Battery Historian Tool来查看详细的电量消耗。有下面一些措施能够显著减少电量的消耗:

  1. 我们应该尽量减少唤醒屏幕的次数与持续的时间,使用WakeLock来处理唤醒的问题,能够正确执行唤醒操作并根据设定及时关闭操作进入睡眠状态。
  2. 某些非必须马上执行的操作,例如上传歌曲,图片处理等,可以等到设备处于充电状态或者电量充足的时候才进行。
  3. 触发网络请求的操作,每次都会保持无线信号持续一段时间,我们可以把零散的网络请求打包进行一次操作,避免过多的无线信号引起的电量消耗。