Android性能优化典范 - 第1季 阅读笔记

咕咚 发表于 2016-01-13

该文章是自己在阅读 Android性能优化典范-第一季 时的读书笔记,Android性能优化典范主要讲了Android的渲染机制、内存和GC以及电量优化方面相关的内容,因为内容比较庞杂,加上一些知识点需要花心思去理解,所以在阅读的时候,顺便记录一下自己的阅读理解。

原文 Android性能优化典范-第一季

笔记条目

1、Android 系统每隔 16ms 发出 VSYNC 信号,触发硬件对 UI 的渲染。

2、1秒 = 1000ms 所以基于上面的规则,每一秒 UI 应该渲染 1000/16 = 60 (次),也就是我们经常看到的 60hz 这个值,表示一秒内刷新屏幕的次数,用术语讲 这叫刷新率(Refresh Rate)。

3、刷新率这个值取决于硬件的固定参数,一般的这个值为60fps,原因在于人眼与大脑无法感知超过60fps的界面更新。

4、帧率是区别于刷新率的另一个概念,他代表每一秒GPU绘制操作的帧数

Note:两者的区别在于刷新率表示屏幕会按照这个频率去不停的刷新屏幕,至于屏幕上显示什么他控制不了,帧率表示GPU(图形处理器)一秒内绘制的次数,他俩前者负责按刷新率不停刷新界面,后者负责按帧率去不停绘制界面。

5、刷新率和帧率需要结合在一起工作,才能让视图内容呈现在屏幕。

6、GPU获取图形数据并绘制,硬件负责把GPU生成的视图数据拿出来显示在屏幕上,这个过程一遍遍的在我们的手机中发生着。

如果屏幕刷新率和GPU帧率一致,那肯定是极好的,GPU每隔特定时间准备好视图数据。然后相应的 ,因为屏幕刷新率跟帧率一致,所以,此时此刻屏幕正好也刷新界面,视图正常显示。

但是大多数情况下,他俩的步调可能不一致,所以会出现错位的情况

此时,GPU 那边准备了数据,但是屏幕这边缺不能及时的显示出来。

7、界面渲染双缓冲技术

一般我们在绘制UI的时候,都会采用一种称为“双缓冲”的技术。双缓冲意味着要使用两个缓冲区(SharedBufferStack中),其中一个称为Front Buffer,另外一个称为Back Buffer。UI总是先在Back Buffer中绘制,然后再和Front Buffer交换,渲染到显示设备中。理想情况下,这样一个刷新会在16ms内完成(60FPS)

更多详情可参考 http://djt.qq.com/article/view/987?ADTAG=email.InnerAD.weekly.20131216

8、任何时候,只要 View 中的绘制内容发生变化,都会重新执行创建 DisplayList 、渲染 DisplayList

9、Android 中的内存模型分三级(这里的内存应该指的是堆内存)分别为 Young Generation、Old Generation、Permanent(常驻) Generation,也就是说 Android 虚拟机中的堆内存假如有125M,那么这125M会被指定为不同的类型,具体怎么指定,不用细究,他可以对每一块区域设置一个变量,用于指示这个区域是属于哪一级,这个纯属个人臆想,但说这么多,就是为了说明一个事实,Android 堆内存 那块空间会被划分为三种不同的类型,Young、Old、Permanent。

这里每个区域肯定一个具体的大小值,具体大小的分配就是 JVM 的事了, Old 区、Permanent 区的大小要大于 Young 区。

10、对内存区域分级的意义,先不看官方介绍,个人推测一下也不难知道,这样做就是为了更好的利用内存空间这么如此宝贵的地方。被划分成不同的区域后,我们每次 new 一个新对象时,毫无疑问,新对象分配的空间应该在 Young Generation 内存区域内。

11、该说说垃圾回收了。当我们的程序不断的运行、不断的创建对象,Young 区的空间肯定有被用完的时候,此时 JVM 检测到 内存空间不够用,就会启动 GC ,执行垃圾回收,此时他很可能会对 Young 区的一些值做一些判断,看他们是不是被频繁的使用,如果是,他应该会把这部分内存空间标记为 Old。同样的道理,Old 区的对象也可能被转移到 Permanent 去,总之 JVM 这样做就是为了提高对象创建的效率。

垃圾回收会把 Young 区中无用的对象给清理掉。

12、关于上述的推测,这里是胡凯博文中的原话,对照理解下:

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。

每一个级别的内存区域都有固定的大小,此后不断有新的对象被分配到此区域,当这些对象总的大小快达到这一级别内存区域的阀值时,会触发GC的操作,以便腾出空间来存放其他新的对象。

13、内存泄露问题。胡凯博文写的很清楚明白,直接引用胡凯的原文

内存泄漏指的是那些程序不再使用的对象无法被GC识别,这样就导致这个对象一直留在内存当中,占用了宝贵的内存空间。显然,这还使得每级Generation的内存区域可用空间变小,GC就会更容易被触发,从而引起性能问题。

内存泄露为什么会导致性能问题,上面的这段话很精辟的指出来了。就是因为泄露的对象会沉积在内存区,随着泄露的对象越来越多,JVM 周期性的 GC 后发现内存空间依旧满满的,此时就会发生大家常说的内存溢出问题了。

其实垃圾回收器(GC)在很努力的回收内存区中的无用对象,但是每次扫描却发现 那些泄露的对象一直被一些或者的对象所持有,所以内存泄露问题,一定在开发中需要重视。

14、每次 GC 的时候,其他所有线程都是暂停状态,也就是说 GC操作会暂停其他任务。

开发 Tip

以上是自己在阅读《Android性能优化典范》时的笔记,感谢作者可以把视频内容转化为更加容易理解的文章。 但是任何好文章,阅读完应该可以给读者一些指导,这篇文章中讲了很多概念以及原理,下面就针对文章,总结一些开发过程中应该遵循的一些建议,以期让自己的 App 具有更好的性能。

1、避免在 for 循环中给对象分配内存,直白一点就是说 不要在 for 循环中 new 对象,最好可以移动到 for 之前。

2、避免在自定义 View 时,在 onDraw 方法中执行太复杂的逻辑操作。

3、避免在 onDraw 方法中 创建对象,因为在界面绘制时,该方法可能会被大量的重复执行,这样会导致一瞬间产生大量的对象,从而导致堆空间中瞬间产生大量无用对象,从而触发 JVM 的 GC 操作。

Note:一些情况下,无法避免在 onDraw 方法中创建对象,那么此时为了优化性能,可以采取对象池的策略,手动缓存已创建的对象,并加以复用,从而降低性能损失。但是使用此方法,需要注意一点,应该及时的手动清理对象池,否则可能会引起更加严重的内存问题。

4、开发app的性能目标就是保持60fps,这意味着每一帧你只有16ms=1000/60的时间来处理所有的任务。所以我们的布局能简单则简单。

5、考虑到过渡绘制,我们在写布局 layout 时,不应该随意的去为一些 View 设置 background,例如,当我们的根布局已经设置过一次背景色,那么子view默认的背景色就是它了,所以对于一些子 View ,如果它跟根布局背景颜色一致,那么该 View 就无需再设置背景色了,另外一些情况可能需要设置 selector,此时默认背景可以设置为 透明色。

6、对于电量优化,我们应该减少唤醒屏幕的次数以及持续时间,使用 WeakLock 处理唤醒问题。

7、对一些非必须马上执行的操作,可以等待手机处于充电状态或者电量充足时再执行。

8、对一些零散的网络请求,可以打包一次操作,避免过多的无线信号引起的电量消耗。