[移动开发] Adnroid 卡顿分析与布局优化

开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> 移动开发 -> Adnroid 卡顿分析与布局优化 -> 正文阅读

[移动开发]Adnroid 卡顿分析与布局优化

1 卡顿分析

1 Systrace
Systrace是Android平台提供的一款工具,用于记录短期内的设备活动,其中汇总了Android内核中的数据,例如CPU调度程序,磁盘活动和应用程序,Systrace主要用来分析绘制性能方面的问题,在发生卡顿时,通过这份报告,可以知道当前整个系统所处的状态,从而帮助开发者更直观的分析系统瓶颈,改进系统性能`
2 android profile 中的cpu监测

**
App层面监测卡顿
1 利用UI线程的Looper打印日志匹配
2 使用Choreographer.FrameCallback
Looper日志监测卡顿**
Android 主线程更新UI,如果界面1室内刷新少于60次,即FPS小于60,用户就会产生卡顿的感觉,简单来说Android使用消息机制进行UI更新,UI线程有个Looper,在其loop方法中会不断去除message,调用其他绑定的UI线程执行,如果在handler的dispatchMessage方法里面有耗时操作,就会发生卡顿,
只要监测msg.target.dispatchmessage的执行时间,就能检车就能检测到部分UI线程是否有耗时的操作。注意到这行
执行代码的前后，有两个logging.println函数，如果设置了logging，会分别打印出>>>>> Dispatching to和
<<<<< Finished to 这样的日志，这样我们就可以通过两次log的时间差值，来计算dispatchMessage的执行时
间，从而设置阈值判断是否发生了卡顿。
Looper 提供了 setMessageLogging(@Nullable Printer printer) 方法，所以我们可以自己实现一个Printer，在
通过setMessageLogging()方法传入即可：

package com.dy.safetyinspectionforengineer.block;

import android.os.Looper;
public class BlockCanary {
    public static void install() {
        LogMonitor logMonitor = new LogMonitor();
        Looper.getMainLooper().setMessageLogging(logMonitor);
    }
}

package com.dy.safetyinspectionforengineer.block;

import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.util.Log;
import android.util.Printer;
import java.util.List;

public class LogMonitor implements Printer {

    private StackSampler mStackSampler;
    private boolean mPrintingStarted = false;
    private long mStartTimestamp;
    // 卡顿阈值
    private long mBlockThresholdMillis = 3000;
    //采样频率
    private long mSampleInterval = 1000;

    private Handler mLogHandler;

    public LogMonitor() {
        mStackSampler = new StackSampler(mSampleInterval);
        HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("block-canary-io");
        handlerThread.start();
        mLogHandler = new Handler(handlerThread.getLooper());
    }
    @Override
    public void println(String x) {
        //从if到else会执行 dispatchMessage，如果执行耗时超过阈值，输出卡顿信息
        if (!mPrintingStarted) {
            //记录开始时间
            mStartTimestamp = System.currentTimeMillis();
            mPrintingStarted = true;
            mStackSampler.startDump();
        } else {
            final long endTime = System.currentTimeMillis();
            mPrintingStarted = false;
            //出现卡顿
            if (isBlock(endTime)) {
                notifyBlockEvent(endTime);
            }
            mStackSampler.stopDump();
        }
    }
    private void notifyBlockEvent(final long endTime) {
        mLogHandler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //获得卡顿时主线程堆栈
                List<String> stacks = mStackSampler.getStacks(mStartTimestamp, endTime);
                for (String stack : stacks) {
                    Log.e("block-canary", stack);
                }
            }
        });
    }
    private boolean isBlock(long endTime) {
        return endTime - mStartTimestamp > mBlockThresholdMillis;
    }
}

package com.dy.safetyinspectionforengineer.block;

import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.os.Looper;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

public class StackSampler {
    public static final String SEPARATOR = "\r\n";
    public static final SimpleDateFormat TIME_FORMATTER =
            new SimpleDateFormat("MM-dd HH:mm:ss.SSS");

    private Handler mHandler;
    private Map<Long, String> mStackMap = new LinkedHashMap<>();
    private int mMaxCount = 100;
    private long mSampleInterval;
    //是否需要采样
    protected AtomicBoolean mShouldSample = new AtomicBoolean(false);

    public StackSampler(long sampleInterval) {
        mSampleInterval = sampleInterval;
        HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("block-canary-sampler");
        handlerThread.start();
        mHandler = new Handler(handlerThread.getLooper());
    }
    /**
     * 开始采样 执行堆栈
     */
    public void startDump() {
        //避免重复开始
        if (mShouldSample.get()) {
            return;
        }
        mShouldSample.set(true);
        mHandler.removeCallbacks(mRunnable);
        mHandler.postDelayed(mRunnable, mSampleInterval);
    }
    public void stopDump() {
        if (!mShouldSample.get()) {
            return;
        }
        mShouldSample.set(false);
        mHandler.removeCallbacks(mRunnable);
    }
    public List<String> getStacks(long startTime, long endTime) {
        ArrayList<String> result = new ArrayList<>();
        synchronized (mStackMap) {
            for (Long entryTime : mStackMap.keySet()) {
                if (startTime < entryTime && entryTime < endTime) {
                    result.add(TIME_FORMATTER.format(entryTime)
                            + SEPARATOR
                            + SEPARATOR
                            + mStackMap.get(entryTime));
                }
            }
        }
        return result;
    }
    private Runnable mRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            StackTraceElement[] stackTrace = Looper.getMainLooper().getThread().getStackTrace();
            for (StackTraceElement s : stackTrace) {
                sb.append(s.toString()).append("\n");
            }
            synchronized (mStackMap) {
                //最多保存100条堆栈信息
                if (mStackMap.size() == mMaxCount) {
                    mStackMap.remove(mStackMap.keySet().iterator().next());
                }
                mStackMap.put(System.currentTimeMillis(), sb.toString());
            }
            if (mShouldSample.get()) {
                mHandler.postDelayed(mRunnable, mSampleInterval);
            }
        }
    };
}

public class MyApplication extends Application{
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        BlockCanary.install();
    }
}

Choreographer.FrameCallback
Android系统每隔16ms发出VSYNC信号，来通知界面进行重绘、渲染，每一次同步的周期约为16.6ms，代表一帧
的刷新频率。通过Choreographer类设置它的FrameCallback函数，当每一帧被渲染时会触发回调
FrameCallback.doFrame (long frameTimeNanos) 函数。frameTimeNanos是底层VSYNC信号到达的时间戳。


import android.os.Build;
import android.view.Choreographer;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ChoreographerHelper {

    static long lastFrameTimeNanos = 0;

    public static void start() {
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN) {
            Choreographer.getInstance().postFrameCallback(new Choreographer.FrameCallback() {

                @Override
                public void doFrame(long frameTimeNanos) {
                    //上次回调时间
                    if (lastFrameTimeNanos == 0) {
                        lastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
                        Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);
                        return;
                    }
                    long diff = (frameTimeNanos - lastFrameTimeNanos) / 1_000_000;
                    if (diff > 16.6f) {
                        //掉帧数
                        int droppedCount = (int) (diff / 16.6);
                    }
                    lastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
                    Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);
                }
            });
        }
    }
}

通过 ChoreographerHelper 可以实时计算帧率和掉帧数，实时监测App页面的帧率数据，发现帧率过低，还可以自
动保存现场堆栈信息。
Looper比较适合在发布前进行测试或者小范围灰度测试然后定位问题，ChoreographerHelper适合监控线上环境
的 app 的掉帧情况来计算 app 在某些场景的流畅度然后有针对性的做性能优化。

布局优化
1 层级优化
可以使用工具layoutinspector 查看层级,或这看源码查看层级
Tools - layoutINspector
2 使用merge标签
当我们有一些布局元素需要被多处使用时,我们可以将其抽取成一个单独的布局文件,在需要的地方include加载,这是就可以使用merge标签,吧这些抽离的标签进行包裹
3 使用viewstub标签
在不显示及不可见的情况下用viewstub来包裹,被包裹后,如果visible=gone 则该view不会立即加载,等到需要显示的时候,设置viewstub为visible 或调用其inflater()方法,该view才会初始化

过度渲染
1进入开发则选项
2调用调试GPU过度绘制
3 选择显示过度绘制区域
3.1 蓝色为一次绘制绿色为两次绘制粉色为3次绘制,红色为4次或更多次绘制

解决过度绘制问题
1 移除不需要的背景
2 使视图层次结构扁平化
3 降低透明度

布局加载优化
1 异步加载
setContentView 时可以异步加载

implementation "androidx.asynclayoutinflater:asynclayoutinflater:1.0.0" 

 new AsyncLayoutInflater(this).inflate(R.layout.activity_main, null, 
                new  AsyncLayoutInflater.OnInflateFinishedListener() {
            @Override
            public void onInflateFinished(@NonNull View view, int resid, 
                                          @Nullable ViewGroup parent) {
                setContentView(view);
            }
        });