优化Android性能：不可忽视的绘制优化！

Android

2024-02-14 14:09:38

在当今追求流畅用户体验的时代，应用程序的性能至关重要。绘制优化，尽管经常被忽视，却能显著提升应用程序的性能。本文将深入探讨 Android 中的绘制优化，阐述其对性能的影响以及通过具体方案实现优化的途径。

绘制优化的影响

绘制优化与应用程序的渲染过程密切相关。应用程序显示内容时，需要将数据转换成图形并绘制到屏幕上。绘制过程的效率直接影响应用程序的流畅度和响应能力。

绘制成本高昂

绘制过程消耗大量的 CPU 和内存资源。绘制操作越复杂，所需资源就越多，这会导致应用程序变慢。

导致延迟

如果绘制操作耗时过长，会造成帧率下降和卡顿，给用户带来不佳体验并降低应用程序的可用性。

如何影响性能

绘制优化主要通过降低绘制操作的复杂度和减少绘制次数来提升性能。

降低复杂度

减少绘制的视图层级：减少嵌套视图的数量，使用扁平的视图结构。
避免使用昂贵的自定义视图：尽量使用系统提供的视图组件。
使用硬件加速的绘制 API：如 Canvas.drawBitmapMesh 等。

减少绘制次数

避免频繁无效的重绘：使用 invalidate() 方法时，尽量指定受影响的区域。
使用缓存和离屏缓冲区：利用缓存机制和离屏缓冲区来减少重复的绘制操作。
优化布局层次结构：简化布局结构，减少视图层级。

优化思路

Android 提供了丰富的工具和 API 来支持绘制优化。遵循以下思路可以有效提升应用程序的性能：

分析绘制性能：使用 Systrace 和 Debug GPU Overdraw 等工具分析绘制过程，找出瓶颈所在。
优化视图层级：减少嵌套视图的数量，使用扁平的视图结构。
优化自定义视图：使用硬件加速的自定义视图，避免过度绘制。
缓存和离屏缓冲区：利用缓存机制和离屏缓冲区来减少重复的绘制操作。
布局调优：使用 Android Studio 的布局调优工具来优化布局结构，减少视图重绘。

具体优化方案

降低 View.onDraw() 的复杂度

View.onDraw() 方法是绘制视图的关键入口。通过减少 onDraw() 的复杂度，可以显著降低绘制成本。

// 减少绘制操作
override fun onDraw(canvas: Canvas) {
    super.onDraw(canvas)
    canvas.drawRect(Rect(10, 10, 100, 100), Paint())
}

// 使用 Canvas.clipRect()
override fun onDraw(canvas: Canvas) {
    super.onDraw(canvas)
    canvas.clipRect(10, 10, 100, 100)
    canvas.drawRect(Rect(10, 10, 100, 100), Paint())
}

// 使用硬件加速
override fun onDraw(canvas: Canvas) {
    super.onDraw(canvas)
    canvas.drawBitmapMesh(bitmap, 10, 10, null, 0, null, 0, null)
}

减少无效的重绘

无效的重绘是指不需要的绘制操作。它会导致额外的开销，降低性能。

// 使用 invalidate()
override fun onSizeChanged(w: Int, h: Int, oldw: Int, oldh: Int) {
    super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh)
    invalidate(0, 0, w, h)
}

// 使用 View.isDirty()
override fun onDraw(canvas: Canvas) {
    if (isDirty) {
        // 绘制内容
        isDirty = false
    }
}

// 使用 HardwareRenderer
override fun onAttachedToWindow() {
    super.onAttachedToWindow()
    setLayerType(LAYER_TYPE_HARDWARE, null)
}

使用缓存和离屏缓冲区

缓存可以存储已绘制的内容，避免重复绘制。离屏缓冲区可以将绘制内容存储在内存中，减少绘制到屏幕的次数。

// 使用 Bitmap 缓存
val bitmap = Bitmap.createBitmap(width, height, Bitmap.Config.ARGB_8888)
val canvas = Canvas(bitmap)

// 绘制内容
canvas.drawRect(Rect(10, 10, 100, 100), Paint())

// 使用离屏缓冲区
val surfaceTexture = SurfaceTexture(100)
val surface = Surface(surfaceTexture)
val canvas = surface.lockCanvas(Rect(0, 0, 100, 100))

// 绘制内容
canvas.drawRect(Rect(10, 10, 100, 100), Paint())

布局调优

布局结构对绘制性能有很大的影响。优化布局可以减少视图重绘和层级绘制。

// 使用 LinearLayout 和 FrameLayout
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    val layout = LinearLayout(this)
    layout.orientation = LinearLayout.VERTICAL
    val view1 = View(this)
    val view2 = View(this)
    layout.addView(view1)
    layout.addView(view2)
    setContentView(layout)
}

// 减少嵌套层次
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    val layout = FrameLayout(this)
    val view1 = View(this)
    val view2 = View(this)
    layout.addView(view1)
    layout.addView(view2)
    setContentView(layout)
}

// 使用 Merge 标签
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    val layout = Merge(this)
    val view1 = View(this)
    val view2 = View(this)
    layout.addView(view1)
    layout.addView(view2)
    setContentView(layout)
}