Android的UI调优

对于一个App的UI而言，在流畅性上的改进目标其实就是降低屏幕绘制的延迟，创建流畅和稳定的帧率以避免卡顿。

      在理想情况下，全部的测量、布局和绘制的时间最好在16ms以内，这样才能保证屏幕运行的顺畅性。而如何对屏幕渲染和UI性能进行评估和分析呢，在Android SDK中集成了一些工具用来策略APP的渲染性能问题。

 

一、视图的层级分析：

         对于每一个视图而言，都需要经过三个步骤：测量、布局和渲染。而App如何绘制视图，它需要从顶部节点开始测量，沿着布局树逐个渲染，视图树的层级越多，嵌套测量的次数越多，测量的时间也会越长。而一旦测量完毕就会进行布局，每个视图都会对自己的子视图进行布局，子视图布局完毕后回到父视图，然后再到根视图，布局完成后，每个视图都会被绘制在屏幕上。

         显然，App的视图越多，层级越深就需要越长的时间测量、布局和绘制，为了减少这些时间，需要尽可能保持视图层级的扁平化并删除所有没有必要渲染的视图。

         虽然在XML布局文件中可以查看布局的节点视图，单很难找到多余的视图，为了找到这些多余的视图，可以利用Android Studio中的Hierarchy Viewer工具来分析Android App中的视图。

         Hierarchy Viewer（层次结构查看器）能够便捷地以可视化方式查看各种视图嵌套关系，可用于研究XML视图结构。（需要一个运行Android App的设备）

        

 

 

利用这个工具可以查看我们的View的层次，从而借助它修改我们的布局。

一般的建议：

使用抽象布局标签(include, viewstub, merge)主要是为了优化布局,去除不必要的嵌套和View节点。

1. 视图重用

多用于ListView和RecylerView等列表形式

1. 使用include嵌套布局，实现布局的模块化设计，这里需要考虑到下面谈到的merge标签的使用。

2. <merge>标签

 

在使用了include后可能导致布局嵌套过多，多余不必要的layout节点，从而导致解析变慢，不必要的节点和嵌套可通过hierarchy viewer或设置->开发者选项->显示布局边界查看。merge标签在UI的结构优化中起着非常重要的作用，它可以删减多余的层级，优化UI。 
merge多用于替换FrameLayout或者当一个布局包含另一个时，merge标签消除视图层次结构中多余的视图组。

 

merge标签可用于两种典型情况： 
a. 布局顶结点是FrameLayout且不需要设置background或padding等属性，可以用merge代替，因为Activity内容视图的parent view就是个FrameLayout，所以可以用merge消除只剩一个。 
b. 某布局作为子布局被其他布局include时，使用merge当作该布局的顶节点，这样在被引入时顶结点会自动被忽略，而将其子节点全部合并到主布局中。

1. <ViewStub>

viewstub标签同include标签一样可以用来引入一个外部布局，不同的是，viewstub引入的布局默认不会扩张，即既不会占用显示也不会占用位置，从而在解析layout时节省cpu和内存。 
viewstub常用来引入那些默认不会显示，只在特殊情况下显示的布局，如进度布局、网络失败显示的刷新布局、信息出错出现的提示布局等。

比如说，假设network_error.xml为只有在网络错误时才需要显示的布局，默认不会被解析。 
当我们要使用的时候，有两种方法可以使用，效果是一样的：

((ViewStub) findViewById(R.id.layout_error)).setVisibility(View.VISIBLE); 

// 或者

View importPanel = ((ViewStub) findViewById(R.id.layout_error)).inflate(); 

二、资源缩减

第一点提到的是将App的视图结构变扁平，减少视图的数量后，其实我们还可以尝试减少每个视图里使用的资源数量。（如加载时引用一个资源，在运行时进行着色）

三．屏幕的过度绘制

         屏幕的过度绘制这个概念有点类似于PhotoShop中的图层的概念，上面的图层会覆盖住下面的图层，而使得下面的图层不可见。当Android系统绘制屏幕时，首先绘制父视图而后是子视图，子视图位于其父视图上。

         重绘屏幕的行为被称为过度绘制，多次的屏幕绘制会增加延迟，并且可以导致布局卡顿。

         既然过度绘制的影响那么大，我们应该怎么检测呢？

         Android提供了一些很好的工具来检测过度绘制，而一般采用的方式是在Debug GPU Overdraw菜单中选择“Show Overdraw area”，（在本人手机中为开发者选项中的调试GPU过度绘制），选择之后会在App的不同区域覆盖不同的颜色来表示过度绘制的次数。比较屏幕上的这些不同颜色，可以快速定位问题。

         白色：没有过度绘制

蓝色：1次过度绘制（屏幕绘制了2次）

绿色：2次过度绘制

浅红色：3次过度绘制

深红色：4次或更多次过度绘制

 

而另外一种查看方法是借助于前面提到的Hierarchy Viewer工具，将view hierarchy保存为Photoshop文档，打开这些视图后可以看到不同层次的过度绘制情况。

四、分析卡顿（策略GPU的渲染能力）

         在优化视图的层次结构和过度绘制后，App还存在丢帧或者不流畅的情况，为了获得获得更加全面的卡顿检测信息，Android系统中有一个Profile GPU Rendering的开发者选项，它能够检测出每一帧在屏幕上用了多久，策略数据可以保存到日志文件中，或者在设备上实时显示。一般而言，在屏幕上直接展示GPU的渲染数据能够更加直观地看到。

 

在本人的手机中，在开发者选项中找到【GPU呈现模式分析】，选择【在屏幕上显示为条形图】，然后打开一个手机QQ，就发现如下图所示情况

 

需要关注的是底部的那一条水平绿线，它表示设备渲染一帧要16ms，每一帧就是一个水平条，如果有很多帧超过了这条绿线就说明设备出现了卡顿情况。

五、让它看起来更快

         前面讲到了如果通过测试发现问题优化布局使得UI绘制更加流畅，其实还有一个方法使得UI绘制更快：让它看起来更快。

1. 进度条

2. 动画

3. 即时更新：指用户更新了一个页面后，页面上的数据就会立刻发生变化，即使数据还没有达到服务器（这里需要确定这些数据最终一定可以更新到服务器）（离线上传，离线发送网络请求）