Android性能优化实战（二）----界面布局优化

App界面布局是用户能体验到应用性能好坏最直接的方式，如果布局写得不好，App就容易卡顿，严重影响用户体验。通过这篇博客，来学习总结优化Gallery时用到的View布局优化方法。

优化布局层次结构

我们知道，Android View的绘制分为三个过程：measure、layout和draw，首先绘制的父类布局ViewGroup，绘制完父类布局后再对ViewGroup里面的子View绘制，如果你的app布局层次复杂，就会降低绘制的效率。Android SDK自带一个UI性能检测工具 Hierarchy Viewer，我们可以从SDK的tools目录找到该工具，也可以在Android Studio的Android Device Monitor中找到。

Tree View界面就为我们直观的展示了当前Activity的View树结构。点击Profile Node，将会重新绘制View Tree，点击某个节点，可以查看绘制该View时的具体信息。

这里我们主要关注下面的三个圆圈，从左到右依次，代表View的measure, layout和draw的性能，不同颜色代表不同的性能等级:
1、 绿: 表示该View的此项性能比该View Tree中的至少一半以上的View都要快；
2、黄: 表示该View的此项性能比该View Tree中的至少一半以上的View都要慢；
3、红: 表示该View的此项性能是View Tree中最慢的。
不过以上的指标都是相对于这个View所在的View Tree来比较的，并不是绝对的，也就是说红色并不意味性能差。不过红色的节点View可以会存在性能问题：
1、如果该节点是父节点，而且只有几个子节点，虽然可能实际体验起来并没有问，我们最好借助Systrace或者Traceview工具来获取更多的信息分析一下，看是否存在问题；
2、如果一个父节点有许多的子节点，并且Measure阶段呈现为红色，则需要观察下子节点的绘制情况；
3、如果视图中的根节点，Measure阶段为红色，Layout阶段为红色，Draw阶段为黄色，这个是比较常见的，因为这个节点是所有其它视图的父类；
4、如果一个有很多个View的子节点在Draw阶段是红色的，这明显是有问题的，需要检查一下代码里面的onDraw方法，是否调用正确。
对于父类ViewGroup，我们最常用到的是RelativeLayout和LinearLayout，我们应该如何选择？源码中查看它们的绘制过程：
RelativeLayout的onMeasure

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {    ......    View[] views = mSortedHorizontalChildren;        int count = views.length;        for (int i = 0; i < count; i++) {            View child = views[i];            if (child.getVisibility() != GONE) {                LayoutParams params = (LayoutParams) child.getLayoutParams();                int[] rules = params.getRules(layoutDirection);                applyHorizontalSizeRules(params, myWidth, rules);                measureChildHorizontal(child, params, myWidth, myHeight);                if (positionChildHorizontal(child, params, myWidth, isWrapContentWidth)) {                    offsetHorizontalAxis = true;                }            }        }        views = mSortedVerticalChildren;        count = views.length;        final int targetSdkVersion = getContext().getApplicationInfo().targetSdkVersion;        for (int i = 0; i < count; i++) {            final View child = views[i];            if (child.getVisibility() != GONE) {                final LayoutParams params = (LayoutParams) child.getLayoutParams();                applyVerticalSizeRules(params, myHeight, child.getBaseline());                measureChild(child, params, myWidth, myHeight);                if (positionChildVertical(child, params, myHeight, isWrapContentHeight)) {                    offsetVerticalAxis = true;                }                if (isWrapContentWidth) {                    if (isLayoutRtl()) {                        if (targetSdkVersion < Build.VERSION_CODES.KITKAT) {                            width = Math.max(width, myWidth - params.mLeft);                        } else {                            width = Math.max(width, myWidth - params.mLeft - params.leftMargin);                        }                    } else {                        if (targetSdkVersion < Build.VERSION_CODES.KITKAT) {                            width = Math.max(width, params.mRight);                        } else {                            width = Math.max(width, params.mRight + params.rightMargin);                        }                    }                }                if (isWrapContentHeight) {                    if (targetSdkVersion < Build.VERSION_CODES.KITKAT) {                        height = Math.max(height, params.mBottom);                    } else {                        height = Math.max(height, params.mBottom + params.bottomMargin);                    }                }                if (child != ignore || verticalGravity) {                    left = Math.min(left, params.mLeft - params.leftMargin);                    top = Math.min(top, params.mTop - params.topMargin);                }                if (child != ignore || horizontalGravity) {                    right = Math.max(right, params.mRight + params.rightMargin);                    bottom = Math.max(bottom, params.mBottom + params.bottomMargin);                }            }        }    ......}

LinearLayout的onMeasure：

    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {        if (mOrientation == VERTICAL) {            measureVertical(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);        } else {            measureHorizontal(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);        }    }

从RelativeLayout源码的13行和31行分别调用measureChildHorizontal()和 measureChild()，也就是说RelativeLayout会让子View调用2次onMeasure；而LinearLayout 则简单得很多，只会调用子View1次onMeasure，不过查看一下measureVertical或者measureHorizontal会发现，如果在有weight这个属性的时候，LinearLayout也会让子View调用两次onMeasure。这样看来，在没有weight属性的时候，LinearLayout的花销确实要比RelativeLayout的要少，但是如果在嵌套很多子View的情况下，例如：

上图中为了在垂直（水平）LinearLayout中再嵌入一个水平（垂直）的布局，只能在嵌入一个LinearLayout，而如果使用RelativeLayout作为父容器的话，明显可以减少一层布局层数：

所以，在不响应层级深度的情况下，使用Linearlayout而不是RelativeLayout。

使用布局标签include、merge和viewStub

<include> 标签

有时候我们经常需要重复用到同一布局，如果总是复制粘贴，未免有些麻烦。其实Android当然也已经充分考虑到开发者的这一需求，为我们提供了<include>标签，这个标签的使用很简单，例如：

    <android.support.v7.widget.ContentFrameLayout        android:id="@+id/content"        android:layout_width="match_parent"        android:layout_height="match_parent">        <include layout="@layout/toolbar_layout"/>        <include layout="@layout/toolbar_shadow"/>        <include layout="@layout/album_page_layout"/>    </android.support.v7.widget.ContentFrameLayout>

此外我们还可以更改<include>标签当中的属性：

        <include layout="@layout/album_page_layout"            android:layout_height="match_parent"            android:layout_width="match_parent"/>

这样，以后我们要修改布局文件，只需要修改一处，就可以一劳永逸了。

<merge> 标签

上面我们说道，应该尽量减少我们的布局层次，提高View的绘制效率，<merge> 应运而生，它的主要作用是为了防止在引用布局文件时产生多余的布局嵌套。就拿我们最常用的setContentView(R.layout.activity_main)这个方法来说吧，其实最终系统是把activity_layout这个布局放到id为content的FrameLayout中去，此时，如果我们的activity_main这个布局的根节点也是一个FrameLayout，就产生了一个多余的层次：

此时我们就可以用<merge> 来去除多余的嵌套：

<merge xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"    android:layout_width="match_parent"    android:layout_height="match_parent"    android:fitsSystemWindows="true">    <LinearLayout        android:id="@+id/mainPanel"        android:layout_width="wrap_content"        android:layout_height="match_parent"        android:orientation="vertical" >            <com.tct.gallery3d.filtershow.crop.CropView                android:id="@+id/cropView"                android:layout_width="match_parent"                android:layout_height="wrap_content" />            <ProgressBar                android:id="@+id/loading"                style="@android:style/Widget.Holo.ProgressBar.Large"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_gravity="center"                android:indeterminate="true"                android:indeterminateOnly="true"                android:background="@android:color/transparent" />    </LinearLayout></merge>

来看一下修改后的效果，只有一个FrameLayout了：

<ViewStub> 标签

在很多时候，会在运行时动态地显示某个布局，通常的做法是设置该布局invisible或者gone，然后在代码中动态的更改它的可见性。虽然把View的初始状态设置为invisible或者gone，但是在加载布局的时候View仍然会被inflate，浪费资源。那么我们如何才能让这些不常用的元素仅在需要时才去加载呢？Android为此提供了一种非常轻量级的控件ViewStub。ViewStub虽说也是View的一种，但是它没有大小，没有绘制功能，也不参与布局，资源消耗非常低，将它放置在布局当中基本可以认为是完全不会影响性能的.

<ViewStub android:id="@+id/stub"    android:layout="@layout/mySub"    android:layout_width="match_parent"    android:layout_height="wrap_content"/>

在使用时候：

    ViewStub stub = findViewById(R.id.stub);     View inflated = stub.inflate();

但是有一点需要注意的是，ViewStub不支持<merge> 标签。

尽量避免Overdraw

Overdraw(过度绘制)描述的是屏幕上的某个像素在同一帧的时间内被绘制了多次。在多层次重叠的UI结构里面，如果不可见的UI也在做绘制的操作，会导致某些像素区域被绘制了多次。这样就会浪费大量的CPU以及GPU资源。为了获取更好的性能，我们应该尽量避免过度绘制。为了查看我们的app界面是否过度绘制，我们可以通过手机设置里面的开发者选项，打开Show GPU Overdraw的选项，观察UI上的Overdraw情况

颜色越深，代表过度绘制的情况越严重。下面，我们通过这个工具来查看一下Gallery的绘制情况。可以看到，在我司的Gallery界面上，过度绘制还是很严重的。通过查看xml文件，我们发现，我们的主题原本就设置了背景，但是在子布局上又重复设置了背景，这样在onDraw的时候就需要多次绘制布局的背景：

    <style name="Theme.Gallery" parent="Theme.GalleryBase">        <item name="android:displayOptions"></item>        <item name="android:windowContentOverlay">@null</item>        <item name="android:actionBarStyle">@style/Holo.ActionBar</item>        <item name="android:windowBackground">@android:color/black</item>        <item name="android:colorBackground">@null</item>        <item name="android:colorBackgroundCacheHint">@null</item>    </style>

<FrameLayout    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"    android:layout_width="match_parent"    android:layout_height="match_parent"    android:background="@android:color/transparent"    android:orientation="vertical">        android:background="@drawable/photopage_actionbar_background"/>    <RelativeLayout        xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"        xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"        android:id="@+id/bottom_bar_background"        android:layout_width="match_parent"        android:layout_height="160dp"        android:background="@drawable/bottom_control_background"        android:layout_gravity="center_horizontal|bottom"/></FrameLayout>

我们在OnCreate()中将background设置为空之后再来看一下界面：

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        Log.d(TAG, "onCreate");        getWindow().setBackgroundDrawable(null);    }

修改之后，颜色明显变淡了

通常，优化绘制可以通过以下方法：
移除Window默认的Background
移除XML布局文件中非必需的Background
按需显示占位背景图片

以上，就是我在优化Gallery布局时所用到的一些方法，此外Android Studio上为卡发着提供了一个性能检测工具Lint，这样我们就不用手动去查找那个布局是否存在优化的空间，其实Lint的功能远不止这些，详情请看Android官网上的介绍：https://developer.android.google.cn/studio/write/lint.html