Android应用性能优化系列视图篇——优化之路从Window开始

众所周知，Activity是Android应用程序的载体，允许用户在其上创建一个用户界面即视图，而这个视图又是通过Window来管理，同样，Dialog的视图其实也是通过Window来管理。而Window又是通过WindowManager将视图呈现到手机屏幕上。总而言之，Window在用户界面即视图中扮演着至关重要的角色。所以，如果要做好视图性能优化，理解Window的本质则是第一步！

那么，Window到底是一个什么样的存在呢？

以Activity为例，当一个Activity被实例化后，首先会被调用其attach方法，具体过程详见Android系统源码。attach方法中有一个非常重要的逻辑，那就是创建Window（API 22源码）。

    final void attach(...) {        ...        mWindow = new PhoneWindow(this);        mWindow.setCallback(this);        mWindow.setOnWindowDismissedCallback(this);        mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this);        if (info.softInputMode != WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_STATE_UNSPECIFIED) {            mWindow.setSoftInputMode(info.softInputMode);        }        if (info.uiOptions != 0) {            mWindow.setUiOptions(info.uiOptions);        }        ...        mWindow.setWindowManager(                (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),                mToken, mComponent.flattenToString(),                (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);        if (mParent != null) {            mWindow.setContainer(mParent.getWindow());        }        mWindowManager = mWindow.getWindowManager();        mCurrentConfig = config;    }

可以看到，这里的Window对象的实现是PhoneWindow，顾名思义，就是手机窗口的意思。PhoneWindow的具体逻辑我们不去细看了，但是需要知道这样一件事情：PhoneWindow中最顶级的视图是DecorView，像状态栏，ActionBar栏，Content等等都是其间接子视图，DecorView继承于FrameLayout。

下面，说说DecorView的几个子视图。

a、状态栏

位于手机屏幕最上方，用来显示时间、电量、网络等等。

b、ActionBar

ActionBar是在Android 3.0之后引入的一个非常重要的导航栏功能，替代了原有的Title，如果设置成隐藏，则将不会存在于DecorView中。

c、Content

这一部分是开发者自行开发的视图，也是应用程序界面内容的主体，开发者通过在Activity或者Dialog中使用setContentView的方式添加到Window中，Content的容器默认是一个id为Window.ID_ANDROID_CONTENT的FrameLayout视图。

以结构图的方式，描述如下：

注1：DecorView不是直接包含这些视图的，里面还包裹了一层LinearLayout，由于作用不大，省略未画。
注2：ActionBar非浮在content上方，而是纵向线性排列。

弄明白了Window的结构，下面可以开始优化之路了。

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1、Window背景优化

可能为了防止content的内容不设置导致当前Activity的界面为透明，android默认给Window添加了背景，通过Activity的Theme属性定义了一些风格样式，这些样式中就包含了Window的背景，属性为android:windowBackground，这个背景被设置给了DecorView。

android:windowBackground这个属性非常重要，由于国内很多公司都不喜欢Android官方的设计风格，所以很多开发者都喜欢覆盖这个属性，定义自己的一套Window背景。但是，如果Content区域呈现的界面内容被完全铺满了，比如界面的背景是一张满屏图片，那么，如果定义了这个属性，将导致过度绘制。

所谓过度绘制，就是指在同一个区域进行了多个层级的绘制，对位于下层的用户看不见的内容进行绘制其实都是以一种对GPU的浪费。过度绘制不仅仅浪费设备资源，而且容易引发性能问题，比如卡顿等。

解决方案1：定义多套Activity的样式style，在不需要使用Window默认背景的Activity的样式中定义：

<item name="android:windowBackground">@null</item>

解决方案2：代码中手动置空Window背景：

getWindow().setBackgroundDrawable(null);

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2、Content区域利用

Content区域布局为FrameLayout，是Activity或者Dialog的界面容器，如果其layout的根视图也为FrameLayout的话，很明显多了一层冗余的布局次。

那么，如何来解决这种问题呢？

几乎所有的有经验的开发者都会立刻想到使用merge标签，这样可以省去多出来的一层FrameLayout布局。当然，也会有反对者立刻跳出来，说如果layout的根布局需要设置一些属性，比如background、margin、padding等，而这些属性merge标签是完全没法处理的。

解决方案：正常使用merge标签，自定义属性可以通过代码获取到Content容器布局来设置：

FrameLayout content = (FrameLayout) getWindow().findViewById(Window.ID_ANDROID_CONTENT);

除此之外，由于可以直接获取到Content的容器布局，所以可以很方便地在界面上添加一些悬浮视图，而不需要在layout文件中写，而后者往往容易引发布局层级冗余。

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3、DecorView区域利用

曾经遇到这样一个需求：在项目所有Activity页面的右上角添加一个颜色标识，用来区分页面的不同类型或属性。

方案a：在所有layout中加视图。

当然，这种方案不需要经过多少思考就被放弃掉了，因为不管这种方案能不能实现需求，布局和代码的改动量都是巨大无比的，而且，大多数的页面层级都会多上一层。

方案b：代码中直接视图添加到content区域

正如前面第2点所说，利用content区域，这样layout就完全不需要改动了，工作量很低，然而却无法实现需求。因为如果存在ActionBar的话，content区域位置是在ActionBar下方，纵向线性排列，无法将布局悬浮到ActionBar上方。

方法c：添加视图到DecorView区域

前面说过DecorView实际上是FrameLayout布局，里面包裹了一层LinearLayout，使得StatusBar、ActionBar、Content按照纵向线性排列，代码中可以通过以下方式获取到DecorView：

FrameLayout decorView = (FrameLayout) getWindow().getDecorView();

有了decorView，自然就好办了，可以直接添加视图，而且是可以添加到屏幕的任意位置，而且是处于最上层（除了特殊的StatusBar）。

比如，可以给每个Activity的页面中添加一个自定义View，代码如下：

getApplication().registerActivityLifecycleCallbacks(new Application.ActivityLifecycleCallbacks() {            @Override            public void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState) {                FrameLayout decorView = (FrameLayout) activity.getWindow().getDecorView();                View view = new View(activity);                view.setLayoutParams(new FrameLayout.LayoutParams(100, 100));                view.setBackgroundColor(Color.RED);                decorView.addView(view);            }            @Override            public void onActivityStarted(Activity activity) {            }            @Override            public void onActivityResumed(Activity activity) {            }            @Override            public void onActivityPaused(Activity activity) {            }            @Override            public void onActivityStopped(Activity activity) {            }            @Override            public void onActivitySaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState) {            }            @Override            public void onActivityDestroyed(Activity activity) {            }        });

注：DecorView的区域顶部被状态栏遮盖，如果要添加视图需要将marginTop设置为状态栏高度。

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