Android 卡顿真的是“掉帧”吗？源码揭示背后的秘密

读源码，了解 Android 卡顿的真相

Android 卡顿，一个让开发者头疼不已的问题。一提起卡顿，很多开发者第一反应就是“掉帧”。但事实真的是这样吗？本文将带你读源码，深入了解 Android 卡顿的真正原因。

生产帧和消费帧

在 Android 系统中，界面是由一个个帧（Frame）组成的。这些帧由 SurfaceFlinger 进程生产，再通过 VSync 机制同步到屏幕上显示。

一个帧的生产过程包括：读取输入事件、处理事件、布局界面、绘制界面等一系列操作。而消费帧的过程则很简单，就是将 SurfaceFlinger 生产好的帧显示到屏幕上。

掉帧的本质

“掉帧”的本质是生产帧速度跟不上消费帧速度。当生产帧速度慢于消费帧速度时，就会出现帧积压的情况，导致界面出现卡顿。

Choreographer

为了解决生产帧和消费帧速度不匹配的问题，Android 系统引入了 Choreographer 机制。Choreographer 的作用就是同步生产和消费帧的速度，确保界面流畅显示。

Choreographer 通过 VSync 信号来同步生产和消费帧的速度。VSync 信号是一个由显示器发出的同步信号，它表示当前帧已经显示完毕，可以开始生产下一帧了。

当 Choreographer 收到 VSync 信号后，它会向应用程序发送一个回调，应用程序再根据这个回调来生产下一帧。这样就确保了生产帧和消费帧的速度同步，避免了帧积压和卡顿的发生。

读源码还原掉帧场景

为了更好地理解掉帧时软件层面发生的事情，我们来读一段源码。在 SurfaceFlinger 进程中，有一个名为 handlePageFlipLocked() 的方法，用于处理 VSync 信号并生产下一帧。

public void handlePageFlipLocked() {
    try {
        // 等待 VSync 信号
        mSurfaceFlinger.waitForVsync(mDisplayId);

        // 开始生产下一帧
        performTraversalInTransaction();
    } catch (TimeoutException e) {
        Log.e(TAG, "waitForVsync: Timeout");
    }
}

在这个方法中，SurfaceFlinger 会先等待 VSync 信号，当收到 VSync 信号后，再开始生产下一帧。如果 SurfaceFlinger 在等待 VSync 信号时超时，就会打印一条错误日志，并尝试重新等待 VSync 信号。

如果 SurfaceFlinger 连续多次超时，就会导致生产帧速度跟不上消费帧速度，从而出现帧积压和卡顿。

避免掉帧的建议

为了避免掉帧，开发者可以采取以下建议：

• 优化界面的布局和绘制过程，减少生产帧的时间。
• 使用 Choreographer 的回调机制来同步生产帧和消费帧的速度。
• 避免在主线程中执行耗时操作，避免阻塞生产帧的进程。

总结

通过读源码，我们了解了 Android 卡顿的真正原因是生产帧速度跟不上消费帧速度。而 Choreographer 机制通过同步生产和消费帧的速度，解决了这个问题。开发者可以通过优化界面的布局和绘制过程，并合理使用 Choreographer 的回调机制，来避免掉帧，保证界面的流畅显示。