Android性能优化之渲染篇
Google近期在Udacity上发布了Android性能优化的在线课程,分别从渲染,运算与内存,电量几个方面介绍了如何去优化性能,这些课程是Google之前在Youtube上发布的Android性能优化典范专题课程的细化与补充。 下面是渲染篇章的学习笔记,部分内容和前面的性能优化典范有重合,欢迎大家一起学习交流!
1)Why Rendering Performance Matters
现在有不少App为了达到很华丽的视觉效果,会需要在界面上层叠很多的视图组件,但是这会很容易引起性能问题。如何平衡Design与Performance就很需要智慧了。 2)Defining ‘Jank’
大多数手机的屏幕刷新频率是60hz,如果在1000/60=16.67ms内没有办法把这一帧的任务执行完毕,就会发生丢帧的现象。丢帧越多,用户感受到的卡顿情况就越严重。
3)Rendering Pipeline: Common Problems 渲染操作通常依赖于两个核心组件:CPU与GPU。CPU负责包括Measure,Layout,Record,Execute的计算操作,GPU负责Rasterization(栅格化)操作。CPU通常存在的问题的原因是存在非必需的视图组件,它不仅仅会带来重复的计算操作,而且还会占用额外的GPU资源。
4)Android UI and the GPU
了解Android是如何利用GPU进行画面渲染有助于我们更好的理解性能问题。一个很直接的问题是:activity的画面是如何绘制到屏幕上的?那些复杂的XML布局文件又是如何能够被识别并绘制出来的?
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。
在Android里面那些由主题所提供的资源,例如Bitmaps,Drawables都是一起打包到统一的Texture纹理当中,然后再传递到GPU里面,这意味着每次你需要使用这些资源的时候,都是直接从纹理里面进行获取渲染的。当然随着UI组件的越来越丰富,有了更多演变的形态。例如显示图片的时候,需要先经过CPU的计算加载到内存中,然后传递给GPU进行渲染。文字的显示比较复杂,需要先经过CPU换算成纹理,然后交给GPU进行渲染,返回到CPU绘制单个字符的时候,再重新引用经过GPU渲染的内容。动画则存在一个更加复杂的操作流程。
为了能够使得App流畅,我们需要在每帧16ms以内处理完所有的CPU与GPU的计算,绘制,渲染等等操作。
5)GPU Problem: Overdraw
Overdraw(过度绘制)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。在多层次重叠的UI结构里面,如果不可见的UI也在做绘制的操作,会导致某些像素区域被绘制了多次。这样就会浪费大量的CPU以及GPU资源。
当设计上追求更华丽的视觉效果的时候,我们就容易陷入采用复杂的多层次重叠视图来实现这种视觉效果的怪圈。这很容易导致大量的性能问题,为了获得最佳的性能,我们必须尽量减少Overdraw的情况发生。
幸运的是,我们可以通过手机设置里面的开发者选项,打开Show GPU Overdraw的选项,观察UI上的Overdraw情况。
蓝色,淡绿,淡红,深红代表了4种不同程度的Overdraw情况,我们的目标就是尽量减少

