1.绘制和布局加载原理

本文仅供个人学习记录，详细介绍可查看下面链接

Android布局优化，多套方案全面解析

布局优化的原因：布局嵌套过深，或者其他原因导致布局渲染性能不佳，可能会导致应用卡顿。

android绘制原理：

CPU：执行应用层的measure、layout、draw等操作，绘制完成后将数据提交给GPU
GPU：进一步处理数据，并将数据缓存起来
屏幕：由一个个像素点组成，以固定的频率（16.6ms，即1秒60帧）从缓冲区中取出数据来填充像素点

总结一句话就是：CPU 绘制后提交数据、GPU 进一步处理和缓存数据、最后屏幕从缓冲区中读取数据并显示。

双缓冲机制

GPU只向Back Buffer中写入绘制数据，且GPU会定期交换Back Buffer和Frame Buffer（频率也是60次/秒），

掉帧当布局复杂或设备性能较差，CPU并不能保证在16.6ms内就完成绘制数据的计算，系统会将Back Buffer锁定，到了GPU交换两个Buffer的时间点，应用还在往Back Buffer中填充数据，GPU会发现Back Buffer被锁定了，它会放弃这次交换。

导致掉帧的原因是CPU无法在16.6ms内完成绘制数据的计算。

布局加载原理

setContentView中主要有两个耗时操作

1. 解析xml,获取XmlResourceParser,这是IO过程

2.通过createViewFromTag,创建View对象，用到了反射

2.获取布局文件加载耗时的方法

常规获取

val start = System.currentTimeMillis()
setContentView(R.layout.activity_layout_optimize)
val inflateTime = System.currentTimeMillis() - start

setContentView是同步方法，直接将前后时间计算相减

优点：简单；

缺点：不够优雅，代码有侵入性，监听所有麻烦。

AOP(Aspectj,ASM)

 @Around("execution(* android.app.Activity.setContentView(..))")
    public void getSetContentViewTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.toShortString();
        long time = System.currentTimeMillis();
        try {
            joinPoint.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        Log.i("aop inflate",name + " cost " + (System.currentTimeMillis() - time));
    }

获取任一控件耗时

利用setFactory2来监听每个控件的加载耗时

  private fun initItemInflateListener(){
        LayoutInflaterCompat.setFactory2(layoutInflater, object : Factory2 {
            override fun onCreateView(
                parent: View?,
                name: String,
                context: Context,
                attrs: AttributeSet
            ): View? {
                val time = System.currentTimeMillis()
                val view = delegate.createView(parent, name, context, attrs)
                Log.i("inflate Item",name + " cost " + (System.currentTimeMillis() - time))
                return view
            }

            override fun onCreateView(name: String, context: Context, attrs: AttributeSet): View? {
                return null
            }
        })
    }

initItemInflateListener需要在onCreate之前调用

布局加载优化的一些方法介绍

AsyncLayoutInflater方案

帮助做异步加载 layout 的，inflate(int, ViewGroup, OnInflateFinishedListener) 方法运行结束之后 OnInflateFinishedListener 会在主线程回调返回 View；这样做旨在 UI 的懒加载或者对用户操作的高响应。

优点在于将UI加载过程迁移到了子线程，保证了UI线程的高响应缺点在于牺牲了易用性，同时如果在初始化过程中调用了UI可能会导致崩溃

X2C方案

// this.setContentView(R.layout.activity_main);
X2C.setContentView(this, R.layout.activity_main);

优点：

1.在保留xml的同时，又解决了它带来的性能问题

2.据X2C统计，加载耗时可以缩小到原来的1/3

缺点：

1.部分属性不能通过代码设置,Java不兼容

2.将加载时间转移到了编译期，增加了编译期耗时

3.不支持kotlin-android-extensions插件（已被废弃），牺牲了部分易用性

Anko方案

class MyActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?, persistentState: PersistableBundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState, persistentState)
        MyActivityUI().setContentView(this)
    }
}

class MyActivityUI : AnkoComponent<MyActivity> {
    override fun createView(ui: AnkoContext<MyActivity>) = with(ui) {
        verticalLayout {
            val name = editText()
            button("Say Hello") {
                onClick { ctx.toast("Hello, ${name.text}!") }
            }
        }
    }
}

Anko使用kotlin DSL实现布局，它比我们使用Java动态创建布局方便很多，主要是更简洁，它和拥有xml创建布局的层级关系，能让我们更容易阅读，去除了IO与反射过程,性能更好

Compose方案

主要优点就在于它的简单好用

1.它的声明式 UI

2.去掉了 xml，只使用 Kotlin 一种语言

3.优化布局层级及复杂度

1.使用ConstraintLayout,可以实现完全扁平化的布局，减少层级

2.RelativeLayout本身尽量不要嵌套使用

3.嵌套的LinearLayout中，尽量不要使用weight，因为weight会重新测量两次

4.推荐使用merge标签，可以减少一个层级

//假定自定义View为RelativeLayout
public class LoginButton extends RelativeLayout {
 	。。。
}
//在xml标签中使用merge作为根标签，而不要再次使用RelativeLayout作为根标签，可以省去一个层级

5.使用ViewStub延迟加载

<ViewStub
        android:id="@+id/contentPanel"
        android:inflatedId="@+id/inflatedStart"
        android:layout="@layout/delayInflateLayout"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerInParent="true"
        />

6.去掉多余背景色,减少复杂shape的使用

7.避免层级叠加

8.自定义View使用clipRect屏蔽被遮盖View绘制