Android 性能优化之减小UI过分绘制

什么是过分绘制（OverDraw）

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在多层次重叠的UI结构里面，若是不可见的UI也在作绘制的操做，会致使某些像素区域被绘制了屡次。这样就会浪费大量的CPU以及GPU资源。过分绘制最直观的影响就是会致使APP卡顿。还好系统有提供GPU过分绘制调试工具会在屏幕上用不一样的颜色，来代表一个像素点位被重复绘制的次数。

怎样开启GPU过分绘制调试工具？

1.点击进入“设置”；
2.点击进入“开发者选项”
3.选中“调试GPU过分绘制”
4.选中“显示过分绘制区域”

此时，你会注意到屏幕的颜色变化了，别紧张。切换到你的应用，如今咱们开始了解怎么经过改善布局来解决过分绘制问题。

屏幕上不一样的颜色表明着什么？

1.原色 – 没有被过分绘制 – 这部分的像素点只在屏幕上绘制了一次。
2.蓝色 – 1次过分绘制– 这部分的像素点只在屏幕上绘制了两次。
3.绿色 – 2次过分绘制 – 这部分的像素点只在屏幕上绘制了三次。
4.粉色 – 3次过分绘制 – 这部分的像素点只在屏幕上绘制了四次。
5.红色 – 4次过分绘制 – 这部分的像素点只在屏幕上绘制了五次。

怎么解决应用过分绘制？

由上面的知识，咱们知道要解决过分绘制。便是要尽可能减小屏幕上的红色区域，增长屏幕上的蓝色和绿色区域。咱们的目标是要控制界面最多被过分绘制2次（不出现粉色和红色）。

1.合理选择控件容器
既然overdraw是由于重复绘制了同一片区域的像素点，那咱们首先想到的是解决布局问题。Android提供的Layout控件主要包括LinearLayout、TableLayout、FrameLayout、RelativeLayout（这里咱们不考虑AbsoluteLayout）。同一个界面咱们可使用不一样的容器控件来表达，可是各个容器控件描述界面的复杂度是不同的。通常来讲LinearLayout最易，RelativeLayout较复杂。可是尺有所短，寸有所长，LinearLayout只能用来描述一个方向上连续排列的控件，容易致使布局文件嵌套太深，不符合布局扁平化的设计原理。而RelativeLayout几乎能够用于描述任意复杂度的界面。可是表达能力越强的容器控件，性能每每略低一些，由于RelativeLayout主要在onMeasure和onLayout阶段会耗费更多时间。综上所述：LinearLayout易用，效率高，表达能力有限。RelativeLayout复杂，表达能力强，可是效率稍逊。因此当某一界面在使用LinearLayout并不会比RelativeLayout带来更多的控件数和控件层级时，咱们要优先考虑LinearLayout。可是要根据实际状况来作一个取舍，在保证性能的同时尽可能避免OverDraw。

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2.去掉window的默认背景
当咱们使用了Android自带的一些主题时，window会被默认添加一个纯色的背景，这个背景是被DecorView持有的。当咱们的自定义布局时又添加了一张背景图或者设置背景色，那么DecorView的background此时对咱们来讲是无用的，可是它会产生一次Overdraw，带来绘制性能损耗。去掉window的背景能够在onCreate()中setContentView()以后调用
getWindow().setBackgroundDrawable(null);

或者在theme中添加
android:windowbackground="null"；

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3.去掉其余没必要要的背景
有时候为了方便会先给Layout设置一个总体的背景，再给子View设置背景，这里也会形成重叠，若是子View宽度mach_parent，能够看到彻底覆盖了Layout的一部分，这里就能够经过分别设置背景来减小重绘。再好比若是采用的是selector的背景，将normal状态的color设置为“@android:color/transparent",也一样能够解决问题。这里只简单举两个例子，咱们在开发过程当中的一些习惯性思惟定式会带来不经意的Overdraw，因此开发过程当中咱们为某个View或者ViewGroup设置背景的时候，先思考下是否真的有必要，或者思考下这个背景能不能分段设置在子View上，而不是图方便直接设置在根View上。

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4.ClipRect & QuickReject
为了解决Overdraw的问题，Android系统会经过避免绘制那些彻底不可见的组件来尽可能减小消耗。可是不幸的是，对于那些过于复杂的自定义的View(一般重写了onDraw方法)，Android系统没法检测在onDraw里面具体会执行什么操做，系统没法监控并自动优化，也就没法避免Overdraw了。可是咱们能够经过canvas.clipRect()来帮助系统识别那些可见的区域。这个方法能够指定一块矩形区域，只有在这个区域内才会被绘制，其余的区域会被忽视。这个API能够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方法还能够帮助节约CPU与GPU资源，在clipRect区域以外的绘制指令都不会被执行，那些部份内容在矩形区域内的组件，仍然会获得绘制。除了clipRect方法以外，咱们还可使用canvas.quickreject()来判断是否没和某个矩形相交，从而跳过那些非矩形区域内的绘制操做。
clip方法详解

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5.使用ViewStub占位
ViewStub是个什么东西？一句话总结：高效占位符。咱们常常会遇到这样的状况，运行时动态根据条件来决定显示哪一个View或布局。经常使用的作法是把View都写在上面，先把它们的可见性都设为View.GONE，而后在代码中动态的更改它的可见性。这样的作法的优势是逻辑简单并且控制起来比较灵活。可是它的缺点就是，耗费资源。虽然把View的初始可见View.GONE可是在Inflate布局的时候View仍然会被Inflate，也就是说仍然会建立对象，会被实例化，会被设置属性。也就是说，会耗费内存等资源。推荐的作法是使用android.view.ViewStub，ViewStub是一个轻量级的View，它一个看不见的，不占布局位置，占用资源很是小的控件。能够为ViewStub指定一个布局，在Inflate布局的时候，只有ViewStub会被初始化，而后当ViewStub被设置为可见的时候，或是调用了ViewStub.inflate()的时候，ViewStub所向的布局就会被Inflate和实例化，而后ViewStub的布局属性都会传给它所指向的布局。这样，就可使用ViewStub来方便的在运行时，要仍是不要显示某个布局。

当你想加载布局时，可使用下面其中一种方法：

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6.用Merge减小布局深度
Merge标签有什么用呢？简单粗暴点回答：干掉一个view层级。Merge的做用很明显，可是也有一些使用条件的限制。有两种状况下咱们可使用Merge标签来作容器控件。第一种子视图不须要指定任何针对父视图的布局属性，就是说父容器仅仅是个容器，子视图只须要直接添加到父视图上用于显示就行。另一种是假如须要在LinearLayout里面嵌入一个布局（或者视图），而偏偏这个布局（或者视图）的根节点也是LinearLayout，这样就多了一层没有用的嵌套，无疑这样只会拖慢程序速度。而这个时候若是咱们使用merge根标签就能够避免那样的问题。另外Merge只能做为XML布局的根标签使用，当Inflate以<merge />开头的布局文件时，必须指定一个父ViewGroup，而且必须设定attachToRoot为true。
使用HierarchyViewer检查布局层级

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7.善用draw9patch
给ImageView加一个边框，你确定遇到过这种需求，一般在ImageView后面设置一张背景图，露出边框便完美解决问题，此时这个ImageView，设置了两层drawable，底下一层仅仅是为了做为图片的边框而已。可是两层drawable的重叠区域去绘制了两次，致使overdraw。优化方案： 将背景drawable制做成draw9patch，而且将和前景重叠的部分设置为透明。因为Android的2D渲染器会优化draw9patch中的透明区域，从而优化了此次overdraw。 可是背景图片必须制做成draw9patch才行，由于Android 2D渲染器只对draw9patch有这个优化，不然，一张普通的Png，就算你把中间的部分设置成透明，也不会减小此次overdraw。

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8.慎用Alpha
假如对一个View作Alpha转化，须要先将View绘制出来，而后作Alpha转化，最后将转换后的效果绘制在界面上。通俗点说，作Alpha转化就须要对当前View绘制两遍，可想而知，绘制效率会大打折扣，耗时会翻倍，因此Alpha仍是慎用。若是必定作Alpha转化的话，能够采用缓存的方式。

经过setLayerType方式能够将当前界面缓存在GPU中，这样不须要每次绘制原始界面，可是GPU内存是至关宝贵的，因此用完要立刻释放掉。

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9.避免“OverDesign” overdraw会给APP带来很差的体验，overdraw产生的缘由无外乎：复杂的Layout层级，重叠的View，重叠的背景这几种。开发人员无节制的View堆砌，究其根本无非是产品无节制的需求设计。有道是“由俭入奢易，由奢入俭难"，不少APP披着过分设计的华丽外衣，却忘了简单易用才是王道的本质，纷繁复杂的设计并不会给用户带来好的体验，反而会让用户有压迫感，产品自己也有可能所以变得卡顿。固然，一切抛开业务谈优化都是空中楼阁，这就须要产品设计也要有一个权衡，在复杂的业务逻辑与简单易用的界面展示中作一个平衡，而不是一味的OverDesign。

做者：Rave_Tian 连接：https://www.jianshu.com/p/2cc6d5842986 來源：简书 简书著做权归做者全部，任何形式的转载都请联系做者得到受权并注明出处。