性能优化之UI绘制优化

CPU和GPU工作流程

CPU 的任务繁多，做逻辑计算外，还要做内存管理、显示操作，因此 在实际运算的时候性能会大打折扣，在没有 GPU 的时代，不能显示复 杂的图形，其运算速度远跟不上今天复杂三维游戏的要求。即使 CPU 的工作频率超过 2GHz 或更高，对它绘制图形提高也不大。这时 GPU 的设计就出来了，CPU把计算的结果显示丢给GPU了。

黄色的 Control 为控制器，用于协调控制整个 CPU 的运行，包括取出指令、控制其他模块的运行等；                                     

绿色的 ALU （ Arithmetic Logic Unit ）是算术逻辑单元，用于进行数学、逻辑运算；                                                              

橙色的 Cache 和 DRAM 分别为缓存和 RAM ，用于存储信息。

从结构图可以看出， CPU 的控制器较为复杂，而 ALU 数量较少。因此 CPU 擅长各种复杂 的逻辑运算，但不擅长数学尤其是浮点运算。

60Hz刷新频率由来

12 fps ：由于人类眼睛的特殊生理结构，如果所看画面之帧率高于每秒约 10-12 帧的时候，就会 认为是连贯的；                      

24 fps ：有声电影的拍摄及播放帧率均为每秒 24 帧，对一般人而言已算可接受；                                                                        

30 fps ：早期的高动态电子游戏，帧率少于每秒 30 帧的话就会显得不连贯，这是因为没有动态模 糊使流畅度降低；                 

60 fps： 在与手机交互过程中，如触摸和反馈 60 帧以下人是能感觉出来的。 60 帧以上不能察觉 变化 当帧率低于 60 fps 时感觉的画面的卡顿和迟滞现象。

Android 系统每隔 16ms 发出 VSYNC 信号 (1000ms/60=16.66ms) ，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 ，这意味着计算渲染的大多数操作都必须 在 16ms 内完成。16 毫秒的时间主要被两件事情所占用 第一件：将 UI 对象转换为一系列多边形和纹理 ； 第二件： CPU 传递处理数据到 GPU 。所以很明显，我们要缩短 这两部分的时间，也就是说需要尽量减少对象转换的次数，以及上传数据的次数。否则当一帧画面渲染的时间超过16ms的时候，垂直同步机制会让显示器硬件等待GPU完成栅格化操作，会让这一帧画面多停留16ms，甚至更多就让用户看起来画面停顿。

  如何减少这两部分的时间 以至于在 16ms 完成呢：CPU减少 xml 转换成对象的时间，GPU减少重复绘制的时间。

过度绘制：

GPU的绘制过程，就跟刷墙一样，一层一层的进行，16ms刷一次，这样就会造成图层覆盖的现象，无用的图层也会被绘制在底层造成不必要的浪费。

GPU过度绘制的几种情况：

1、自定义控件中onDraw方法做了过多的重复绘制

2、布局层级过深，重叠性强，用户看不到的区域GPU也会渲染，导致耗时增加

过度绘制查看工具：

在手机的开发者选项中，有OverDraw监测工具，调试GPU过度绘制工具，颜色代表过度绘制图层情况

       

我们的目标是尽量减少红色，看到更多的蓝色

处理措施：

1、减少背景重复    如：Activity主题中的背景设置可以去掉设置为@null，非业务需要不要设置背景

2、使用裁减减少控件之间的重合部分

另：Android在7.0之后自己也做了优化，invalidate()不再执行测量和布局动作。

布局优化（主要减少CPU工作量）

常用的检测工具：

1、Android/sdk/tools/bin/ui    automator   viewer.bat

2、Android\sdk\tools\monitor.bat

3、Device Monitor窗口中Hierarchy view             

Hierarchy view 中三个点也是代表着View的Measure, Layout和Draw，

绿: 表示该View的此项性能比该View Tree中超过50%的View都要快；例如,代表Measure的是绿点,意味着这个视图的测量时间快于树中的视图对象的50%。

黄: 表示该View的此项性能比该View Tree中超过50%的View都要慢；

红: 表示该View的此项性能是View Tree中最慢的。

处理措施：

1、能在一个平面显示的内容，尽量只用一个容器

2、尽可能把相同的容器合并merge

3、能复用的代码，用include处理，可以减少GPU重复工作

性能优化其实都是从细节深入研究处理，要求我们养成好的编码习惯！