Android 渲染机制深入理解

基础知识

cpu: *处理器,它集成了运算,缓冲,控制等单元,包括绘图功能.cpu将对象处理为多维图形,纹理(bitmaps、drawables等都是一起打包到统一的纹理)。

gpu:一个类似于cpu的专门用来处理graphics的处理器, 作用用来帮助加快格栅化操作,当然,也有相应的缓存数据(例如缓存已经光栅化过的bitmap等)机制。

opengl es：是手持嵌入式设备的3dapi,跨平台的、功能完善的2d和3d图形应用程序接口api,有一套固定渲染管线流程. opengl es详解

displaylist 在android把xml布局文件转换成gpu能够识别并绘制的对象。这个操作是在displaylist的帮助下完成的。displaylist持有所有将要交给gpu绘制到屏幕上的数据信息。

格栅化 是 将图片等矢量资源,转化为一格格像素点的像素图,显示到屏幕上。

垂直同步vsync:让显卡的运算和显示器刷新率一致以稳定输出的画面质量。它告知gpu在载入新帧之前，要等待屏幕绘制完成前一帧。下面的三张图分别是gpu和硬件同步所发生的情况,refresh rate:屏幕一秒内刷新屏幕的次数,由硬件决定,例如60hz.而frame rate:gpu一秒绘制操作的帧数,单位是30fps,正常情况过程图如下：

渲染机制分析渲染流程简介

android整体的绘制流程如下：

ui对象—->cpu处理为多维图形,纹理 —–通过opegl es接口调用gpu—-> gpu对图进行光栅化(frame rate ) —->硬件时钟(refresh rate)—-垂直同步—->投射到屏幕

android系统每隔16ms发出vsync信号(1000ms/60=16.66ms)，触发对ui进行渲染， 如果每次渲染都成功，这样就能够达到流畅的画面所需要的60fps，为了能够实现60fps，这意味着计算渲染的大多数操作都必须在16ms内完成。

渲染时间线

正常情况下android的gpu会在16ms完成页面的绘制，如果一帧画面渲染时间超过16ms的时候,垂直同步机制会让显示器硬件 等待gpu完成栅格化渲染操作,然后再次绘制界面，这样就会看起来画面停顿。

当gpu渲染速度过慢,就会导致如下情况,某些帧显示的画面内容就会与上一帧的画面相同。

渲染常见问题

gpu过度绘制

overdraw是开发中常见的优化点，是指一个界面出现层层绘制的情况，如：

我们可以使用一些第三方工具来查看是否过渡绘制。如小米魅族。

任何时候view中的绘制内容发生变化时，都会重新执行创建displaylist，渲染displaylist，更新到屏幕上等一 系列操作。这个流程的表现性能取决于你的view的复杂程度，view的状态变化以及渲染管道的执行性能。

当view的大小发生改变,displaylist就会重新创建,然后再渲染,而当view发生位移,则displaylist不会重新创建,而是执行重新渲染的操作。

所以当界面过于复杂的时候，displaylist绘制界面就会出现延迟而造成卡顿。

我们可以使用渲染工具检测，工具中,不同手机呈现方式可能会有差别.分别关于statusbar，navbar，激活的程序activity区域的gpu rending信息。激活的程序activity区域的gpu rending信息。

我们打开手机的gpu rending呈现的信息，我们以魅族为例：

说明：每一条柱状线都包含三部分，

蓝色代表测量绘制display list的时间，
红色代表opengl渲染display list所需要的时间，
黄色代表cpu等待gpu处理的时间。

android渲染优化

读懂android的渲染机制对于优化，特别是在写布局的时候是很有帮助的。减少布局层级，减少gpu的渲染这对我们提供app的质量是很有帮助的。

去掉不必要的界面：

布局层级优化

使用hierarchy viewer工具可以查看界面的层级，关于这块的介绍请查看：android布局优化

图片格式选择

android的界面能用png最好是用png了，因为32位的png颜色过渡平滑且支持透明。jpg是像素化压缩过的图片，质量已经下降了，再拿来做9path的按钮和平铺拉伸的控件必然惨不忍睹，要尽量避免。有条件的可以选择webpp，这种格式的图片占据的大小比较小，并且能满足手机显示的需要。

当背景无法避免,尽量用color.transparent

因为透明色color.transparent是不会被渲染的,他是透明的。

所以我们在设置界面的时候需要做一个判断：

bean bean=list.get(i);
 if (bean.img == 0) {
   picasso.with(getcontext()).load(android.r.color.transparent).into(holder.imageview);
   holder.imageview.setbackgroundcolor(bean.backpic);
  } else {
   picasso.with(getcontext()).load(bean.img).into(holder.imageview);
   holder.imageview.setbackgroundcolor(color.transparent);
  }

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