Android的UI調優

對于一個App的UI而言，在流暢性上的改進目標其實就是降低屏幕繪制的延遲，創建流暢和穩定的幀率以避免卡頓。

      在理想情況下，全部的測量、布局和繪制的時間最好在16ms以內，這樣才能保證屏幕運行的順暢性。而如何對屏幕渲染和UI性能進行評估和分析呢，在Android SDK中集成了一些工具用來策略APP的渲染性能問題。

一、視圖的層級分析：

         對于每一個視圖而言，都需要經過三個步驟：測量、布局和渲染。而App如何繪制視圖，它需要從頂部節點開始測量，沿著布局樹逐個渲染，視圖樹的層級越多，嵌套測量的次數越多，測量的時間也會越長。而一旦測量完畢就會進行布局，每個視圖都會對自己的子視圖進行布局，子視圖布局完畢后回到父視圖，然后再到根視圖，布局完成后，每個視圖都會被繪制在屏幕上。

         顯然，App的視圖越多，層級越深就需要越長的時間測量、布局和繪制，為了減少這些時間，需要盡可能保持視圖層級的扁平化并刪除所有沒有必要渲染的視圖。

         雖然在XML布局文件中可以查看布局的節點視圖，單很難找到多余的視圖，為了找到這些多余的視圖，可以利用Android Studio中的Hierarchy Viewer工具來分析Android App中的視圖。

         Hierarchy Viewer（層次結構查看器）能夠便捷地以可視化方式查看各種視圖嵌套關系，可用于研究XML視圖結構。（需要一個運行Android App的設備）

利用這個工具可以查看我們的View的層次，從而借助它修改我們的布局。

一般的建議：

使用抽象布局標簽(include, viewstub, merge)主要是為了優化布局,去除不必要的嵌套和View節點。

1. 視圖重用

多用于ListView和RecylerView等列表形式

1. 使用include嵌套布局，實現布局的模塊化設計，這里需要考慮到下面談到的merge標簽的使用。

2. <merge>標簽

在使用了include后可能導致布局嵌套過多，多余不必要的layout節點，從而導致解析變慢，不必要的節點和嵌套可通過hierarchy viewer或設置->開發者選項->顯示布局邊界查看。merge標簽在UI的結構優化中起著非常重要的作用，它可以刪減多余的層級，優化UI。 
merge多用于替換FrameLayout或者當一個布局包含另一個時，merge標簽消除視圖層次結構中多余的視圖組。

merge標簽可用于兩種典型情況： 
a. 布局頂結點是FrameLayout且不需要設置background或padding等屬性，可以用merge代替，因為Activity內容視圖的parent view就是個FrameLayout，所以可以用merge消除只剩一個。 
b. 某布局作為子布局被其他布局include時，使用merge當作該布局的頂節點，這樣在被引入時頂結點會自動被忽略，而將其子節點全部合并到主布局中。

1. <ViewStub>

viewstub標簽同include標簽一樣可以用來引入一個外部布局，不同的是，viewstub引入的布局默認不會擴張，即既不會占用顯示也不會占用位置，從而在解析layout時節省cpu和內存。 
viewstub常用來引入那些默認不會顯示，只在特殊情況下顯示的布局，如進度布局、網絡失敗顯示的刷新布局、信息出錯出現的提示布局等。

比如說，假設network_error.xml為只有在網絡錯誤時才需要顯示的布局，默認不會被解析。 
當我們要使用的時候，有兩種方法可以使用，效果是一樣的：

((ViewStub) findViewById(R.id.layout_error)).setVisibility(View.VISIBLE); 

// 或者

View importPanel = ((ViewStub) findViewById(R.id.layout_error)).inflate(); 

二、資源縮減

第一點提到的是將App的視圖結構變扁平，減少視圖的數量后，其實我們還可以嘗試減少每個視圖里使用的資源數量。（如加載時引用一個資源，在運行時進行著色）

三．屏幕的過度繪制

         屏幕的過度繪制這個概念有點類似于PhotoShop中的圖層的概念，上面的圖層會覆蓋住下面的圖層，而使得下面的圖層不可見。當Android系統繪制屏幕時，首先繪制父視圖而后是子視圖，子視圖位于其父視圖上。

         重繪屏幕的行為被稱為過度繪制，多次的屏幕繪制會增加延遲，并且可以導致布局卡頓。

         既然過度繪制的影響那么大，我們應該怎么檢測呢？

         Android提供了一些很好的工具來檢測過度繪制，而一般采用的方式是在Debug GPU Overdraw菜單中選擇“Show Overdraw area”，（在本人手機中為開發者選項中的調試GPU過度繪制），選擇之后會在App的不同區域覆蓋不同的顏色來表示過度繪制的次數。比較屏幕上的這些不同顏色，可以快速定位問題。

         白色：沒有過度繪制

藍色：1次過度繪制（屏幕繪制了2次）

綠色：2次過度繪制

淺紅色：3次過度繪制

深紅色：4次或更多次過度繪制

而另外一種查看方法是借助于前面提到的Hierarchy Viewer工具，將view hierarchy保存為Photoshop文檔，打開這些視圖后可以看到不同層次的過度繪制情況。

四、分析卡頓（策略GPU的渲染能力）

         在優化視圖的層次結構和過度繪制后，App還存在丟幀或者不流暢的情況，為了獲得獲得更加全面的卡頓檢測信息，Android系統中有一個Profile GPU Rendering的開發者選項，它能夠檢測出每一幀在屏幕上用了多久，策略數據可以保存到日志文件中，或者在設備上實時顯示。一般而言，在屏幕上直接展示GPU的渲染數據能夠更加直觀地看到。

在本人的手機中，在開發者選項中找到【GPU呈現模式分析】，選擇【在屏幕上顯示為條形圖】，然后打開一個手機QQ，就發現如下圖所示情況

需要關注的是底部的那一條水平綠線，它表示設備渲染一幀要16ms，每一幀就是一個水平條，如果有很多幀超過了這條綠線就說明設備出現了卡頓情況。

五、讓它看起來更快

         前面講到了如果通過測試發現問題優化布局使得UI繪制更加流暢，其實還有一個方法使得UI繪制更快：讓它看起來更快。

1. 進度條

2. 動畫

3. 即時更新：指用戶更新了一個頁面后，頁面上的數據就會立刻發生變化，即使數據還沒有達到服務器（這里需要確定這些數據最終一定可以更新到服務器）（離線上傳，離線發送網絡請求）

或者是另外一種思路，在用戶添加有關圖片帖子的文字時提前上傳圖片到服務器。