为什么会卡顿

为什么卡顿之前，我们先需要简单了解一点硬件相关的知识。就是在界面绘制的过程中， CPU 主要的任务是计算出屏幕上所有 View 对应的图形和向量等信息。 GPU 的主要任务就是把 CPU 计算出的图形栅格化并转化为位图，可以简单理解为屏幕像素点对应的值。

如果操作过程中卡顿了，一般就是 CPU 和 GPU 其中的一个或者多个无法短时间完成对应的任务。

一般而言，CPU 除了需要计算 View 对应的图形和向量等信息，还要做逻辑运算和文件读写等任务，所以 CPU 造成卡顿更常见。一般也是通过减少 CPU 的计算任务来优化卡顿。

影响 CPU 的使用率一般有以下几个方面：

  • 读写文件
  • 解析大量图片
  • 频繁请求网络
  • 复杂的布局
  • 频繁创建对象

如何检测卡顿

虽然我们知道了大概哪些原因会导致卡顿，但是我们无法准确定位出问题的代码点在哪里，针对上面的部分问题，本人写了一个开源库来自动检测，这个开源库的地址是

https://github.com/XanderWang/performance

详细的原理，可以参考上面的连接，这里简单总结下监控 UI 卡段的原理。

我们知道，Android 里面，界面的刷新需要再主线程或者说 UI 线程执行。而界面的绘制起始点又利用了 Looper 消息循环机制。Looper 消息循环机制有一个有意思的特点，就是 Looper 在 dispatch Message 的时候，会在 dispatch 前和 dispatch 后利用 Printer 打印特定 tag 的字符串，通过接管 Printer ，我们就可以获取 dispatch message 前后的时机。

然后我们可以在 dispatch message 之前，在异步线程启动一个抓取系统信息的延时任务。在 dispatch message 之后，我们可以移除异步线程的这个延时任务。如果某个消息的执行没有超过阈值，那就表示在异步线程的延时任务被取消，表明没有卡顿。如果某个消息的执行时间超过了阈值，那异步线程里的延时任务就会执行，表明有卡顿，异步线程的延时任务会获取此时的系统状态，从而辅助我们分析卡顿问题。

如何优化卡顿

如何检测说完了，我们来说说如何优化。在 为什么会卡顿 小结我总结了几种常见，现在对几种场景的优化总结下。

读写文件

最常见的一个读写文件而不自知的就是 SharePerfrences 的使用，使用 sp 的时候需要注意不要频繁调用 apply 或者 commit 方法，因为每调用一次就有可能会有一次写文件操作(高版本系统做了优化 apply 做了优化，不一定会写文件)。所以，如果调用次数多的话，就会多次写文件，写文件又是一个耗时且耗资源的操作，所以要少做。

一般优化方法是合理拆分 sp 文件，一个 sp 文件不要包含太多的项，同时每一项的内容尽量短。尽量批量提交数据后再 commit 或者 apply 。同时需要注意的是 commit 会直接触发写文件(内容有变化的时候)，所以如果在 UI 线程调用 commit 方法需要注意可能会阻塞 UI 线程。

如果有更高的性能需求，可以考虑用 mmkv 来替换或者 DataStore 来替换 sp 。具体的替换方法就不细说了。网上有很多资料参考。

另外一个常见的读写文件的场景是从 xml 文件里面读取布局、色值等操作，这些都是一些 io 操作。从 xml 读取布局的话，可以考虑用代码直接创建 view 来优化，从 xml 里面读取颜色可以考虑加个 HashMap 来优化。

解析大量图片

解码图片毫无疑问是一个计算量大的操作，所以一般加载图片的时候最好根据实际显示的尺寸做压缩，并且保存压缩后的缩略图，方便下次直接加载。

另外还需要注意列表滚动过程中，控制对图片的加载，一般列表在滑动过程中，不加载图片，等列表滚动停止后，才开始加载图片。

另外的一个优化的方法就是减少图片的使用，不过这个难度有点大。

另外还可以考虑针对不同的图片格式，用不同的解码格式。比如 png 格式的图片根据机器实际情况选择 8888 或者 4444 解码方式解码图片。如果是 jpg/jpeg 格式的图片，就用 565 的解码方式解码图片。对于用不同的解码方式解码图片，效率是否会高，本人没做过测试，但是毫无疑问，内存的使用是不同的。

频繁请求网络

网络请求的话，可以参考下面的优化方法。

  1. 如果使用 okhttp 请求网络的话，尽量全局使用一个 httpclient ，这样做的好处是可以复用，提高网络请求效率。
  2. 后台支持的话，开启 gzip 压缩，这样网络传输的数据量小些，传输效率会高些。
  3. 自定义 dns ，减少解析 dns 的时间。
  4. 通过和后台商量，部分数据后台接口一步到位，尽量避免多次请求后才拿到完整的目标数据。

复杂的布局

如果布局复杂的话， CPU 要进行大量的计算才可以确定最终的图形。所以布局复杂的话，CPU 需要大量的运算资源，所以优化复杂的布局是很有必要的。

  1. 减少布局层次，可以利用 ViewStub 、merge 和 include 等标签来尝试减少布局层次。
  2. 使用高效的布局容器，比如 ConstraintLayout，可以不用嵌套布局容器来实现复杂效果。
  3. 部分效果可以考虑用自定义 View 实现。

这个优化感觉不是特别好做，可能优化了，但是效果不好，但是又不能不做。

频繁创建对象

为什么这个要列出来呢？因为频繁创建对象，可能会短时间内消耗大量内存，然后内存不足的时候系统就会尝试 GC 来回收对象，而 GC 是很耗资源的操作，虽然现在 Android 系统对 GC 做了很多优化，但是尽量减少 GC 的触发总是好的。

一般频繁创建对象的场景有:

  • 自定义 View 的时候，在 onDraw 方法创建临时对象
  • 循环里面使用 “+” 拼接字符串
  • ArrayList 等有容积限制的容器类初始化的容量不合理，导致后续新增数据频繁扩容。

可能还有一些场景没有列出来，如果大家有好的建议，可以提出来。

除了频繁创建对象可能会触发 GC ，如果某次使用过大的内存也可能会导致 GC ，比如展示一个超大的 Bitmap ，虽然可以用缩略图来展示，但是可能会碰到需要放大查看具体细节的场景，这个时候可以考虑采用裁剪显示区域(BitmapRegionDecoder)的方式来解析图片。

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