Android性能優化：這是一份詳細的布局優化 指南（含<include>、<Viewstub>、<merge>）

前言

  • 在 Android開發中，性能優化策略十分重要
  • 本文主要講解性能優化中的布局優化，希望你們會喜歡。

目錄

示意圖

1. 影響的性能

布局性能的好壞 主要影響 ：Android應用中的頁面顯示速度

2. 如何影響性能

布局影響Android性能的實質：頁面的測量 & 繪制時間

1個頁面通過遞歸 完成測量 & 繪制過程 = measure、layout 過程

3. 優化思路

  • 優化方向：布局性能、布局層級、布局復用性 和 測量 & 繪制時間
  • 具體如下
示意圖

針對 頁面布局的性能、層級、測量繪制時間 進行優化，從而提高 Android應用中的頁面顯示速度

4. 具體優化方案

  • 具體如下
示意圖
  • 下面，我將詳細分析每種優化方案

4.1 選擇 耗費性能較少的布局

  • 性能耗費低的布局 = 功能簡單 = FrameLayout、LinearLayout
  • 性能耗費高的布局 = 功能復雜 = RelativeLayout

即 布局過程需消耗更多性能（CPU資源 & 時間）

注：

  1. 嵌套所耗費的性能 > 單個布局本身耗費的性能
  2. 即 完成需求時：寧選擇 1個耗費性能高的布局，也不采用嵌套多個耗費性能低的布局

4.2 減少布局的層級（嵌套）

  • 原理：布局層級少 ->> 繪制的工作量少 ->> 繪制速度快 ->> 性能提高
  • 優化方式：使用布局標簽<merge> & 合適選擇布局類型

4.2.1 使用布局標簽<merge>

  • 作用
    減少 布局層級

配合<include>標簽使用，可優化 加載布局文件時的資源消耗

  • 具體使用
// 使用說明：
// 1. <merge>作為被引用布局A的根標簽
// 2. 當其他布局通過<include>標簽引用布局A時，布局A中的<merge>標簽內容（根節點）會被去掉，在<include>里存放的是布局A中的<merge>標簽內容（根節點）的子標簽（即子節點），以此減少布局文件的層次

/** 
 * 實例說明：在上述例子，在布局B中 通過<include>標簽引用布局C
 * 此時：布局層級為 =  RelativeLayout ->> Button 
 *                                  —>> RelativeLayout ->> Button
 *                                                     ->> TextView
 * 現在使用<merge>優化：將 被引用布局C根標簽 的RelativeLayout 改為 <merge>
 * 在引用布局C時，布局C中的<merge>標簽內容（根節點）會被去掉，在<include>里存放的是布局C中的<merge>標簽內容（根節點）的子標簽（即子節點）
 * 即 <include>里存放的是：<Button>、<TextView>
 * 此時布局層級為 =  RelativeLayout ->> Button 
 *                                ->> Button
 *                                ->> TextView
 * 即 已去掉之前無意義、多余的<RelativeLayout>
 */  

 // 被引用的公共部分：布局C = layout_c.xml
 <?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_10"/>

    <TextView
        android:id="@+id/textview"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_10"/>
 
  </merge>

  // 布局B：layout_b.xml
  <?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="match_parent"
          android:layout_marginBottom="@dimen/dp_10" />

      <include layout="@layout/layout_c.xml" />

  </RelativeLayout>

4.2.2 合適選擇布局類型

  • 通過合理選擇布局類型，從而減少嵌套
  • 即：完成 復雜的UI效果時，盡可能選擇1個功能復雜的布局（如RelativeLayout）完成，而不要選擇多個功能簡單的布局（如LinerLayout）通過嵌套完成

4.3 提高 布局 的復用性

  • 優化原理：提取布局間的公共部分，通過提高布局的復用性從而減少測量 & 繪制時間

  • 優化方案：使用 布局標簽 <include>，其作用是實現 布局模塊化，即 提取布局中的公共部分 供其他布局共用。

  • 使用說明：通過<include>標簽引入抽取的公共部分布局C；<include>標簽所需屬性 = 公共部分的layout屬性，作用 = 指定需引入、包含的布局文件

  • 具體使用
    抽取布局A、B中的公共部分布局C & 放入到布局B中使用.

/** 
 * 布局B：layout_b.xml
 */  
  <?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="match_parent"
          android:layout_marginBottom="@dimen/dp_10" />
      
      // 通過<include>標簽引入抽取的公共部分布局C
      // <include>標簽所需屬性 = 公共部分的layout屬性，作用 = 指定需引入、包含的布局文件
      <include layout="@layout/layout_c.xml" />
   
  </RelativeLayout>

/** 
 * 公共部分的布局C：layout_c.xml
 */
   <?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_10"/>

      <TextView
      android:id="@+id/textview"
      android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="@dimen/dp_10"/>
   
  </RelativeLayout>

4.4 減少初次測量 & 繪制時間

主要優化方案：使用 布局標簽<ViewStub> & 盡可能少用布局屬性 wrap_content

4.4.1 使用 布局標簽<ViewStub>

  • 作用：按需加載 外部引入的布局，屬 輕量級View、不占用顯示 & 位置
  • 應用場景：引入 只在特殊情況下才顯示的布局（即 默認不顯示），如：進度顯示布局、信息出錯出現的提示布局等
  • 使用說明
    1. 先設置好預顯示的布局
    2. 在其他布局通過<ViewStub>標簽引入外部布局（類似<include>）；注：此時該布局還未被加載顯示
    3. 只有當ViewStub被設置為可見 / 調用了ViewStub.inflate()時，ViewStub所指向的布局文件才會被inflate 、實例化，最終 顯示<ViewStub>指向的布局
  • 具體使用：在布局A中引入布局B，只有在特定時刻C中才顯示
// 步驟1：先設置好預顯示的布局B = layout_b.xml
 <?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_10"/>

    <TextView
        android:id="@+id/textview"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_10"/>
 
</RelativeLayout>

// 步驟2：在布局A通過<ViewStub>標簽引入布局B（類似<include>）；注：此時該布局還未被加載顯示
// 布局A：layout_a.xml
<?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="match_parent"
        android:layout_marginBottom="@dimen/dp_10" />

    <ViewStub
        android:id="@+id/Blayout"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout="@layout/layout_b" />

</RelativeLayout>

// 步驟3：只有當ViewStub被設置為可見 / 調用了ViewStub.inflate()時，ViewStub所指向的布局文件才會被inflate 、實例化，最終 顯示<ViewStub>指向的布局
ViewStub stub = (ViewStub) findViewById(R.id.Blayout);   
stub.inflate();

需要特別注意的是：

  1. ViewStub中的layout布局不能使用merge標簽，否則會報錯
  2. ViewStub的inflate只能執行一次，顯示了之后，就不能再使用ViewStub控制它了
  3. 與View.setVisible(View.Gone)的區別：View 的可見性設置為 gone 后，在inflate 時，該View 及其子View依然會被解析；而使用ViewStub就能避免解析其中指定的布局文件，從而節省布局文件的解析時間 & 內存的占用

4.4.2 盡可能少用布局屬性 wrap_content

布局屬性wrap_content 會增加布局測量時計算成本，應盡可能少用；特別是在已知寬高為固定值時，不使用wrap_content。

5. 布局調優工具

  • 背景
    盡管已經注意到上述的優化策略，但實際開發中難免還是會出現布局性能的問題
  • 解決方案
    使用 布局調優工具

此處主要介紹 常用的：hierarchy viewer、Lint、Systrace

5.1 Hierarchy Viewer

  • 簡介
    Android Studio 提供的UI性能檢測工具。

  • 作用
    可視化獲得UI布局設計結構 & 各種屬性信息，幫助我們優化布局設計

即 ：方便查看Activity布局，各個View的屬性、布局測量-布局-繪制的時間

5.2 Lint

  • 簡介
    Android Studio 提供的 代碼掃描分析工具
  • 作用
    掃描、發現代碼結構 / 質量問題；提供解決方案
  1. 該過程不需手寫測試用例
  2. Lint 發現的每個問題都有描述信息 & 等級（和測試發現 bug 很相似），可方便定位問題 & 按照嚴重程度進行解決

5.3 Systrace

  • 簡介
    Android 4.1以上版本提供的性能數據采樣 & 分析工具
  • 作用
    檢測 Android系統各個組件隨著時間的運行狀態 & 提供解決方案
  1. 收集 等運行信息，從而幫助開發者更直觀地分析系統瓶頸，改進性能
    檢測范圍包括：Android 關鍵子系統（如WindowManagerService 等 Framework 部分關鍵模塊）、服務、View系統
  2. 功能包括：跟蹤系統的I/O 操作、內核工作隊列、CPU 負載等，在 UI 顯示性能分析上提供很好的數據，特別是在動畫播放不流暢、渲染卡等問題上

6. 總結

本文主要講解Android 性能優化中的布局優化，總結如下：

請點贊！因為你的鼓勵是我寫作的最大動力！

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