Android性能优化之中的一个 布局优化

本文为Android性能优化——布局优化，主要介绍使用抽象布局标签(include, viewstub, merge)、去除不必要的嵌套和View节点、降低不必要的infalte及其它Layout方面可调长处，顺带提及布局调优相关工具(hierarchy viewer和lint)。

一、布局复杂度的优化
关于布局的优化，主要分两个慷慨向

1. 实现同样界面效果而且层级结构同样时，选用何种Layout最好

在Android中单独的布局性能：
FrameLayout>LinearLayout>RelativeLayout
总结:
RelativeLayout会让子View调用2次onMeasure，LinearLayout 在有weight时，也会调用子View2次onMeasure;

RelativeLayout的子View假设高度和RelativeLayout不同。则会引发效率问题。当子View非常复杂时。这个问题会更加严重。假设能够。尽量使用padding取代margin;

在不影响层级深度的情况下,使用LinearLayout和FrameLayout而不是RelativeLayout;

使用组合控件性能要好于两个独立控件，比方一个文本旁边有一个图片，这中情况最好要用DrawableLeft的这样的属性设置图片;

1. 降低布局的层级结构

HierarchyViewer—可查看布局层次结构，View绘制时耗时。

无线UIViewer—强烈推荐App工具。可在手机端直接实现HierarchyViewer的功能。查看随意界面的UI布局。

总结：

一些复用性非常高的布局文件，比方一个App的标题栏，建议使用布局重用include标签。方便引入和共同管理。

观察上图第三个层级和第四个层级，不管是Layout类型。还是所覆盖的坐标点。都是重合的。由于父FrameLayout作为一个Container。子FrameLayout作为一个子View的跟布局，这样的情况。可使用merge标签进行布局层级的优化。

有些在特定情况下才会出现的界面，比方联网之后，或者未必百分之百出现的界面。可用ViewStub标签进行懒载入，性能明显要优于载入出这个界面然后gone掉。

(1) 标签
include标签经常使用于将布局中的公共部分提取出来供其它layout共用。以实现布局模块化，这在布局编写方便提供了大大的便利。

以下以在一个布局main.xml中用include引入还有一个布局foot.xml为例。main.mxl代码例如以下：

<?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" >
    <ListView
        android:id="@+id/simple_list_view"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_marginBottom="@dimen/dp_80" />
    <include layout="@layout/foot.xml" />
</RelativeLayout>

当中include引入的foot.xml为公用的页面底部，代码例如以下：

<?
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" >
    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_40"
        android:layout_above="@+id/text"/>
    <TextView
        android:id="@+id/text"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_40"
        android:layout_alignParentBottom="true"
        android:text="@string/app_name" />
</RelativeLayout>

标签唯一须要的属性是layout属性，指定须要包括的布局文件。能够定义android:id和android:layout_*属性来覆盖被引入布局根节点的相应属性值。

注意又一次定义android:id后。子布局的顶结点i就变化了。
(2) 标签
viewstub标签同include标签一样能够用来引入一个外部布局，不同的是。viewstub引入的布局默认不会扩张，即既不会占用显示也不会占用位置。从而在解析layout时节省cpu和内存。
viewstub经常使用来引入那些默认不会显示。仅仅在特殊情况下显示的布局，如进度布局、网络失败显示的刷新布局、信息出错出现的提示布局等。

以下以在一个布局main.xml中添加网络错误时的提示页面network_error.xml为例。

main.mxl代码例如以下：

<?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" >
    <ViewStub
        android:id="@+id/network_error_layout"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout="@layout/network_error" />
</RelativeLayout>

当中network_error.xml为仅仅有在网络错误时才须要显示的布局。默认不会被解析，演示样例代码例如以下：

<?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" >

    <Button
        android:id="@+id/network_setting"
        android:layout_width="@dimen/dp_160"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:text="@string/network_setting" />
    <Button
        android:id="@+id/network_refresh"
        android:layout_width="@dimen/dp_160"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_below="@+id/network_setting"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:layout_marginTop="@dimen/dp_10"
        android:text="@string/network_refresh" />
</RelativeLayout>

在java中通过(ViewStub)findViewById(id)找到ViewStub，通过stub.inflate()展开ViewStub，然后得到子View。例如以下：

private View networkErrorView;

private void showNetError() {
    // not repeated infalte
    if (networkErrorView != null) {
        networkErrorView.setVisibility(View.VISIBLE);
        return;
    }

    ViewStub stub = (ViewStub)findViewById(R.id.network_error_layout);
    networkErrorView = stub.inflate();
    Button networkSetting = (Button)networkErrorView.findViewById(R.id.network_setting);
    Button refresh = (Button)findViewById(R.id.network_refresh);
}

private void showNormal() {
    if (networkErrorView != null) {
        networkErrorView.setVisibility(View.GONE);
    }
}

在上面showNetError()中展开了ViewStub。同一时候我们对networkErrorView进行了保存，这样下次不用继续inflate。

这就是后面第三部分提到的降低不必要的infalte。
viewstub标签大部分属性同include标签相似。

上面展开ViewStub部分代码

Java
ViewStub stub = (ViewStub)findViewById(R.id.network_error_layout);
networkErrorView = stub.inflate();

也能够写成以下的形式

View viewStub = findViewById(R.id.network_error_layout);
viewStub.setVisibility(View.VISIBLE);   // ViewStub被展开后的布局所替换
networkErrorView =  findViewById(R.id.network_error_layout); // 获取展开后的布局

效果一致，仅仅是不用显示的转换为ViewStub。

通过viewstub的原理我们能够知道将一个view设置为GONE不会被解析，从而提高layout解析速度。而VISIBLE和INVISIBLE这两个可见性属性会被正常解析。

(3) 标签
在使用了include后可能导致布局嵌套过多，多余不必要的layout节点，从而导致解析变慢。不必要的节点和嵌套可通过hierarchy viewer(以下布局调优工具中有详细介绍)或设置->开发人员选项->显示布局边界查看。

merge标签可用于两种典型情况：
a. 布局顶结点是FrameLayout且不须要设置background或padding等属性。能够用merge取代。由于Activity内容试图的parent view就是个FrameLayout。所以能够用merge消除仅仅剩一个。
b. 某布局作为子布局被其它布局include时，使用merge当作该布局的顶节点，这样在被引入时顶结点会自己主动被忽略。而将其子节点所有合并到主布局中。
以(1) 标签的演示样例为例，用hierarchy viewer查看main.xml布局例如以下图：

android include
能够发现多了一层不是必需的RelativeLayout，将foot.xml中RelativeLayout改为merge，例如以下：

Java

<?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="match_parent" >

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_40"
        android:layout_above="@+id/text"/>

    <TextView
        android:id="@+id/text"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_40"
        android:layout_alignParentBottom="true"
        android:text="@string/app_name" />

</merge>

执行后再次用hierarchy viewer查看main.xml布局例如以下图：
android include2

这样就不会有多余的RelativeLayout节点了。

2、去除不必要的嵌套和View节点
(1) 首次不须要使用的节点设置为GONE或使用viewstub
(2) 使用RelativeLayout取代LinearLayout
大约在Android4.0之前。新建project的默认main.xml中顶节点是LinearLayout，而在之后已经改为RelativeLayout。由于RelativeLayout性能更优。且能够简单实现LinearLayout嵌套才干实现的布局。

4.0及以上Android版本号可通过设置->开发人员选项->显示布局边界打开页面布局显示，看看是否有不必要的节点和嵌套。

4.0以下版本号可通过hierarchy viewer查看。

3、降低不必要的infalte
(1) 对于inflate的布局能够直接缓存，用所有变量取代局部变量，避免下次需再次inflate
如上面ViewStub演示样例中的
Java

if (networkErrorView != null) {
    networkErrorView.setVisibility(View.VISIBLE);
    return;
}

(2) ListView提供了item缓存，adapter getView的标准写法，例如以下：
Java

@Override
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
    ViewHolder holder;
    if (convertView == null) {
        convertView = inflater.inflate(R.layout.list_item, null);
        holder = new ViewHolder();
        ……
        convertView.setTag(holder);
    } else {
        holder = (ViewHolder)convertView.getTag();
    }
}

/**
 * ViewHolder
 * 
 * @author trinea@trinea.cn 2013-08-01
 */
private static class ViewHolder {

    ImageView appIcon;
    TextView  appName;
    TextView  appInfo;
}

关于ListView缓存原理可见Android ListView缓存机制。

4、其它点
(1) 用SurfaceView或TextureView取代普通View
SurfaceView或TextureView能够通过将画图操作移动到还有一个单独线程上提高性能。

普通View的绘制过程都是在主线程(UI线程)中完毕。假设某些画图操作影响性能就不好优化了，这时我们能够考虑使用SurfaceView和TextureView。他们的画图操作发生在UI线程之外的还有一个线程上。

由于SurfaceView在常规视图系统之外，所以无法像常规试图一样移动、缩放或旋转一个SurfaceView。

TextureView是Android4.0引入的，除了与SurfaceView一样在单独线程绘制外。还能够像常规视图一样被改变。

(2) 使用RenderJavascript
RenderScript是Adnroid3.0引进的用来在Android上写高性能代码的一种语言，语法给予C语言的C99标准。他的结构是独立的，所以不须要为不同的CPU或者GPU定制代码代码。

(3) 使用OpenGL画图
Android支持使用OpenGL API的高性能画图。这是Android可用的最高级的画图机制，在游戏类对性能要求较高的应用中得到广泛使用。

Android 4.3最大的改变，就是支持OpenGL ES 3.0。

相比2.0，3.0有很多其它的缓冲区对象、添加了新的着色语言、添加多纹理支持等等，将为Android游戏带来更出色的视觉体验。

(4) 尽量为所有分辨率创建资源
降低不必要的硬件缩放。这会降低UI的绘制速度，可借助Android asset studio

5、布局调优工具
(1) hierarchy viewer
hierarchy viewer能够方便的查看Activity的布局，各个View的属性、measure、layout、draw的时间，假设耗时较多会用红色标记，否则显示绿色。
hierarchy viewer.bat位于/tools/文件夹下。使用可见：Using Hierarchy Viewer , 演示样例图例如以下：

android hierarechy viewer

(2) layoutopt
layoutopt是一个能够提供layout及其层级优化提示的命令行，在sdk16以后已经被lint取代，在Windows->Show View->Other->Android->Lint Warnings查看lint优化提示，lint详细介绍可见Improving Your Code with lint。