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Androd 勇闯高阶性能优化之布局优化篇

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Android的布局管理器本身就是个UI组件，所有的布局管理器都是ViewGroup的子类，而ViewGroup是View的子类，所以布局管理器可以当成普通的UI组件使用，也可以作为容器类使用，可以调用多个重载addView()向布局管理器中添加组件，并且布局管理器可以互相嵌套，当然不推荐过多的嵌套 (如果要兼容低端机型，最好不要超过5层)。

🔥 布局层级管理

让咱们一起了解一下每当系统绘制一个布局时，都会发生一些什么。这一过程由两个步骤完成:

💥 绘制（Measurement）

  • 1：根布局测量自身。
  • 2：根布局要求它内部所有子组件测量自身。
  • 3：所有自布局都需要让它们内部的子组件完成这样的操作，直到遍历完视图层级中所有的View。

💥 摆放（Positioning）

  • 1：当布局中所有的View都完成了测量，根布局则开始将它们摆放到合适的位置。
  • 2：所有子布局都需要做相同的事情，直到遍历完视图层级中所有的View。

💥 背景设置产生的过度绘制

  • 组件背景：每个组件每设置一次背景, 该组件的区域就会增加一层绘制 , 如 LinearLayout 设置背景颜色 , 里面的 TextView 设置背景颜色 , 都会增加该组件区域内的过渡绘制 ;
  • 主题背景：Activity 界面的主题背景，会增加一次 GPU 绘制 ;

不要随意给布局中的 UI 组件设置背景 。如 ImageView 设置一张图片，会增加一次绘制 ,再给该 ImageView 组件设置背景颜色, 那么又会增加一次绘制, 那么该 ImageView 组件肯定过渡绘制了。

💥 小结

当某个View的属性发生变化（如：TextView内容变化或ImageView图像发生变化），View自身会调用View.invalidate()方法（必须从 UI 线程调用），自底向上传播该请求，直到根布局（根布局会计算出需要重绘的区域，进而对整个布局层级中需要重绘的部分进行重绘）。布局层级越复杂，UI加载的速度就越慢。因此，在编写布局的时候，尽可能地扁平化是非常重要的。

FrameLayout和TableLayout有各自的特殊用途，LinearLayout 和 RelativeLayout 是可以互换的，ConstraintLayout和RelativeLayout类似。也就是说，在编写布局时，可以选择其中一种，咱们可以以不同的方式来编写下面这个简单的布局。

🔥 小实验(多种方式实现同一布局)

💥 LinearLayout

第一种方式是使用LinearLayout，虽然可读性比较强，但是性能比较差。由于嵌套LinearLayout会加深视图层级，每次摆放子组件时，相对需要消耗更多的计算。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical">
    <View
        android:id="@+id/view_top_1"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="100dp"
        android:background="@color/color_666666"/>
    <View
        android:id="@+id/view_top_2"
        android:layout_width="200dp"
        android:layout_height="100dp"
        android:background="@color/teal_200"/>
    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:orientation="horizontal">
        <View
            android:id="@+id/view_top_3"
            android:layout_width="100dp"
            android:layout_height="100dp"
            android:background="@color/color_FF773D"/>
        <View
            android:id="@+id/view_top_4"
            android:layout_width="100dp"
            android:layout_height="100dp"
            android:background="@color/purple_500"/>
    </LinearLayout>
</LinearLayout>

LinearLayout视图层级如下所示：

💥 使用RelativeLayout

第二种方法使用RelativeLayout，在这种情况下，你不需要嵌套其他ViewGroup,因为每个子View可以相当于其他View，或相对与父控件进行摆放。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">
    <View
        android:id="@+id/view_top_1"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="100dp"
        android:background="@color/color_666666"/>
    <View
        android:id="@+id/view_top_2"
        android:layout_width="200dp"
        android:layout_below="@id/view_top_1"
        android:layout_height="100dp"
        android:background="@color/teal_200"/>
    <View
        android:id="@+id/view_top_3"
        android:layout_width="100dp"
        android:layout_below="@id/view_top_2"
        android:layout_height="100dp"
        android:background="@color/color_FF773D"/>
    <View
        android:id="@+id/view_top_4"
        android:layout_width="100dp"
        android:layout_below="@id/view_top_2"
        android:layout_toRightOf="@id/view_top_3"
        android:layout_height="100dp"
        android:background="@color/purple_500"/>
</RelativeLayout>

RelativeLayout视图层级如下所示：

通过两种方式，可以很容易看出，第一种方式LinearLayout需要3个视图层级和6个View，第二种方式RelativeLayout仅需要2个视图层级和5个View。

当然，虽然RelativeLayout效率更高，但不是所有情况都能通过相对布局的方式来完成控件摆放。所以通常情况下，这两种方式需要配合使用。

注意：为了保证应用程序的性能，在创建布局时，需要尽量避免重绘，布局层级应尽可能地扁平化，这样当View被重绘时，可以减少系统花费的时间。在条件允许的情况下，尽量的使用RelativeLayout和ConstraintLayout,而非LinearLayout，或者用GridLayoutl来替换LinearLayout。

咱们最常使用的是ViewGroup是LinearLayout,只是因为它很容易看懂，编写起来简单，所以它就成了Android开发的首选。出于这个原因，Google推出了一个全新的ViewGroup。在适当的时候时候使用它，可以减少冗余，它就是网格布局GridLayout下。

🔥 布局复用(<include/>和 <merge/> )

Android 提供了一个非常有用的标签。在某些情况下，当你希望在其他布局中用一些已存在的布局时， 标签可通过制定相关引用ID，将一个布局添加到另一个布局。

比如自定义一个标题栏，那么可以按照下面的方式，创建一个可重复用的布局文件。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content">
    <View
        android:id="@+id/view_top_1"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="100dp"
        android:background="@color/color_666666"/>
</RelativeLayout>

接着，将标签放入相应的布局文件中，替换掉对应的 View:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">
    <include layout="@layout/include_layout"/>
    ...
</RelativeLayout>

这么一来，当你希望重用某些View时，就不用复制/粘贴的方式来实现，只需要定义一个layout文件，然后通过 引用即可。

但是这样做，可能会引入一个冗余的ViewGroup（重用的布局文件的根视图）。为此，Android 提供了另一个标签，用来帮我们减少布局冗余，让层级变得更加扁平化。我们只需要将可重用的根视图，替换为 标签即可。如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<merge xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content">
    <View
        android:id="@+id/view_top_1"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="100dp"
        android:background="@color/color_666666"/>
</merge>

如此一来，就没有了冗余的视图控件，因为系统会忽略标签，并将标签中的视图直接放置在相应的布局文件中，替换标签。

注意：使用此标签时，需要记住它的两个主要限制：

1、它只能作为布局文件的跟来使用。

2、每次调用LayoutInflater.inflate()时，必须为布局文件提供一个View,作为它的父容器：LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.merge_layout,parent,true);

🔥 ViewStub

ViewStub是一个不可见的零大小View，可以作为一个节点被加入布局文件，但他关联的布局，知道运行时通过调用 ViewStub.inflate() 或 View.setVisibility(View.VISIBLE) 方法，才会被绘制。

先看效果图:

💥 ViewStub 设置

        <ViewStub android:id="@+id/viewStub"
            android:inflatedId="@+id/subTree"
            android:layout="@layout/activity_imageview"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content" />

💥 显示

上方 ViewStub 所关联的布局 activity_imageview 并不会被实例化(不要调用布局内的控件，因为还没加载会报空指针异常)，只有程序在运行期间调用了以下方法：

findViewById(R.id.viewStub).setVisibility(View.VISIBLE);
 
((ViewStub)findViewById(R.id.viewStub)).inflate();

在这期间不要调用关联布局内的控件，因为还没呗加载没有

一旦 ViewStub 变成 visible 或者被 inflate，它便不再可用(Id:viewStub没了)，因为它在布局层级中的位置已经实例化出来的布局所替代，因为不能被访问，而应该使用 android:inflatedId 属性中的ID。如下：

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()){
            case R.id.btn_view:
                break;
            case R.id.btn_scheme:
                //加载，选择一种即可。
                findViewById(R.id.v_stud).setVisibility(View.VISIBLE);
                //((ViewStub)findViewById(R.id.v_stud)).inflate();
 
                //加载后layout所用ID
                subTree  = findViewById(R.id.subTree);
                findViewById(R.id.btn_iv_basis).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                    @Override
                    public void onClick(View v) {
                        Toast.makeText(MainActivity.this,"我是 ViewStud 加载的控件",Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                });
                break;
            case R.id.btn_invisible:
                subTree.setVisibility(View.INVISIBLE);
                break;
            case R.id.btn_visible:
                subTree.setVisibility(View.VISIBLE);
                break;
            case R.id.btn_init:
                //ViewStub变为可见后再次调用会报空指针，因为id:viewStub 已经不存在了。
                View viewStub  = findViewById(R.id.viewStub);
                viewStub.setVisibility(View.GONE);
                break;
        }
    }

💥 小结

ViewStub 非常有用，我们可以通过 ViewStub 来延迟部分 View 的加载，缩短首次加载时间，以及减少一些不必要的内存分配。

🔥 自定义组件优化

在自定义View时需要注意，避免犯以下的性能错误：

  • 在非必要时，对View进行重绘。
  • 绘制一些不被用户所看到的的像素，也就是过度绘制。(被覆盖的地方)
  • 在绘制期间做了一些非必要的操作，导致内存资源的消耗。

💥 优化

  • View.invalite()是最最广泛的使用操作，因为在任何时候都是刷新和更新视图最快的方式。

在自定义View时要小心避免调用非必要的方法，因为这样会导致重复强行绘制整个视图层级，消耗宝贵的帧绘制周期。检查清楚View.invalite()和View.requestLayout()方法调用时间位置，因为这会影响整个UI，导致GPU和它的帧速率变慢。

  • 避免过渡重绘。为了避免过渡重绘，我们可以利用Canvas方法,只绘制控件中所需要的部分。整个一般在重叠部分或控件时特别有用。相应的方法是Canvas.clipRect()(指定要被绘制的区域);
  • 在实现View.onDraw()方法中，不应该在方法内及调用的方法中进行任何的对象分配。在该方法中进行对象分配，对象会被创建和初始化。而当View.onDraw()方法执行完毕时。垃圾回收器会释放内存。如果View带动画，那么View在一秒内会被重绘60次。所以要避免在View.onDraw()方法中分配内存。

永远不要在View.onDraw()方法中及调用的方法中进行内存分配，避免带来负担。垃圾回收器多次释放内存，会导致卡顿。最好的方式就是在View被首次创建出来时，实例化这些对象。

布局优化到这里就结束了，还是那句话后面如果有更好的方案会及时的添加进去，如果有老大有其他方案也可以留言哈，感谢！

到此这篇关于Androd 勇闯高阶性能优化之布局优化篇的文章就介绍到这了,更多相关Android 布局优化内容请搜索悠悠之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持悠悠之家！

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