Android UI卡顿原因及解决办法

渲染机制介绍

为了分析UI卡顿，我们有必要理解一下渲染机制，这厅备敬套渲染机制适用于绝大部分的屏幕渲染，其中包括Android手机等众多屏幕设备。

渲染的一些重要参数：

屏幕刷新理想的频率（硬件的角度）：60Hz

理想的一秒内绘制的帧数，帧率（屏幕刷新的角度）：60fps

这两个参数都是理想值，指代的都是同一个概念。实际情况中难免会比它们低。在60fps内，系统会得到发送的VSYNC(垂直刷新/绘制)信号去进行渲染，就会正常地绘制出我们需要的图形界面。Android手机进行绘制的时候，GPU帮助我们将UI组件等计算成纹理Texture和三维图形Polygons，同时会使用OpenGL---会将纹理和Polygons缓存在GPU内存里面。

其中，VSYNC：有两个概念

Refresh Rate：屏幕在一秒时间内刷新屏幕的次数----有硬件的参数决定，比如60HZ，即屏幕每秒刷新60次

Frame Rate：GPU在一秒内绘制 *** 作的帧数，比如：60fps，

基本结论

要达到60fps，就要求：每一帧只能停留16ms。（大概就是1000ms/60 ~= 16ms刷新一次）

内存抖动是因为大量的对象被创建又在短时间内马上被释放。

 瞬间产生大量的对象会严重占用Young Generation的内存区域，当达到阀值，剩余空间不够的时候，也会触发GC。即使每次分配的对象占用了很少的内存，但是他们叠加在一起会增加Heap的压力，从而触发更多其他类型的GC。这个 *** 作有可能会影响到帧率，并使得用户感知到性能问题。

Android里面是一个三级Generation的内存模型，最近分配的对象会存放在Young Generation区域，当这个对象在这个区域停留的时间达到一定程度，它会被移动到Old Generation，最后到Permanent Generation区域。

Android每个16ms就会绘制一次Activity，通过上述的结论我们知道，如果由于一些原因导致了我们的逻辑、CPU耗时、GPU耗时大于16ms( 应用卡顿的根源就在于16ms内不能完成绘制渲染合成过程,16ms需要完成视图树的所有测量、布局、绘制渲染及合成 )，UI就无法完成一次绘制，那么就会造成卡顿。

比如说，在16ms内，发生了频繁的GC：

在第一个16ms内，UI正常地完成了绘制，那么屏幕不会卡顿。

在第二个16ms内，由于某些原因触发了频发的GC，UI无法在16ms内完成绘制，就会卡顿。

UI卡顿外部和内部常见原因

下面总结一些常见的UI卡顿原因：

  1.内存抖动的问题

 2.方法太耗时了（CPU占用）

    1） CPU计算时间，CPU的测量、布局时间

     2）CPU将计算好的Polygons和Texture传递到GPU的时候也需要时间。OpenGL ES API允许数据上传到GPU后可以对数据进行保存，缓存到display list。因此，我们平移等 *** 作一个扮慎view是几乎不怎么耗时的 。

    3） GPU进行格栅化

当我们的布局是用的FrameLayout的时候，我们可以把它改成merge，可以避免自己的帧布局和系统的ContentFrameLayout帧布局重叠造成重复计算(measure和layout)。

使用ViewStub：当加载的时候才会占用。不加载的时候就是隐藏的，仅仅占用位置。

CPU优化建议

针对CPU的优化，从减轻加工View对象成Polygons和Texture来下手：

View Hierarchy中包涵了太多的没有用的view，这些view根本就不会显示在屏幕上面，一旦触发测量和布局 *** 作，就会拖累应用的性能表现。那么我们就需要利用工具进行分析。

如何找出里面没用的view呢？或者减少不必要的view嵌套。

我们利用工具：Hierarchy Viewer进行检测，优化思想是：查看自己的布局，层次是否很深以及渲染比较耗时，然后想办法能否减少层级以及优化每一个View的滚腔渲染时间。

我们打开APP，然后打开Android Device Monitor，然后切换到Hierarchy Viewer面板。除了看层次结构之外，还可以看到一些耗时的信息：

三个圆点分别代表：测量、布局、绘制三个阶段的性能表现。

1）绿色：渲染的管道阶段，这个视图的渲染速度快于至少一半的其他的视图。

2）黄色：渲染速度比较慢的50%。

3）红色：渲染速度非常慢。

GPU优化建议就是一句话：尽量避免过度绘制（overdraw）

一、背景经常容易造成过度绘制。

手机开发者选项里面找到工具：Debug GPU overdraw，其中，不同颜色代表了绘制了几次：

网络的问题。win10系统ui框架卡住，多数是网络连接异常导致。

1、首先打开电脑检查网络。

2、其次打开win10系统进行测试网络连接是否异丛漏枯常。

3、最后等待网络连接搜雹正常后，在win10系统重新点击ui框架即可解渗洞决。

前面几篇文章都已经将一些iOS图像显示的原理梳理好了，这回正式进入到标题所讲。

相关知识背景：页面滑动的流畅性是60fps，即1s有60帧的画面更新才可以让人感到画面流畅。

如上图所示，在规定的时间内，即16.7ms内（按照1s完成60帧来计算），由CPU和GPU共同协作产生一阵喊兄御数据。CPU在做UI布局，文本计算，图片解码以及绘制等工作占用时间过长，导致郑岩留给GPU的时间就非常少，GPU要想把图层合成和纹理渲染准备完毕，所需的总时间就可能会超过16.7ms，这样在当下这一帧vsync信号到来之前，没有准备好当下这一帧的画面，就产生了掉帧现象，我们肉眼看到的效果就是滑动的卡顿现象。

总结一句话来说，在规定的16.7ms内，在下一个vsync信号到来之前，CPU和GPU配合下并没有完成下一帧图像的完成，就会出现滑动的卡帧记图像的掉帧。

原因知道了，就可以尘世提出相应的优化方案了。可以从CPU和GPU做以下优化：

CPU：

1）对象创建、调整、销毁。

2）预排版（布局计算、文本计算）。

3）预渲染（文本等乙部绘制、图片解码等）。

将以上3点 *** 作放到子线程里做。

GPU：

1.纹理渲染

1）避免离屏渲染。

2）依托于CPU的异步绘制机制来减轻GPU的压力。

2.视图混合

1）如果多个view层层叠加，GPU既要做每个视图的合成，合成每一个像素点的像素值，需要进行大量计算，所以尽量减轻视图的复杂性，大大减轻GPU的压力。

2）也可以采用CPU的异步绘制，使得提交的位图本身就是一个层级很少的视图，也能减轻GPU的压力。

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