让体验更流畅，探索应用性能优化之软件绘制

对用户来说，使用应用时最希望得到流畅不卡顿的使用体验。而引起卡顿的影响因素有很多，比如：图像绘制、应用启动、页面跳转和事件响应等。软件绿色联盟联合华为终端实验室，对大量应用卡顿现象进行了分析、总结，希望能够为应用开发者提供性能优化建议，共同打造更好的使用体验。

我们将以专题文章的形式对这些影响因素逐个分析，本文将重点分享软件绘制存在的问题及优化方案。

1. 绘制原理

Android绘制View有三个主要的步骤，分别是measure、layout和draw。通过Measure和Layout来确定当前需要绘制的View所在的大小和位置，通过Draw绘制到surface。绘制过程主要是由CPU 来进行Measure、Layout、Record、Execute的数据计算，GPU进行Rasterization(栅格化)、渲染操作。

如果渲染过程中，不使用硬件加速，我们称之为软件绘制，如果使用硬件加速，则称为硬件绘制。简单来说，区分软件绘制还是硬件绘制，主要看systrace日志中draw方法实际是由CPU还是GPU完成的（有没有RenderThread线程参与）。

由于draw方法会涉及非常多的屏幕像素点对应的单元计算，而且重复工作较多，因此，软件绘制会比硬件绘制效率低很多，有时候很多draw对应的计算无法在一帧（60hz屏幕刷新频率对应16.7ms，90hz屏幕刷新频率对应11.1ms）内完成，就会引起丢帧从而带来界面滑动不流畅的使用体验。针对软件绘制问题进行优化，可以有效提升应用性能表现和用户体验。

2. 软件绘制相关问题测试流程

2.1 测试环境

手机型号：mate30 8+128g

系统版本：Android 10.0

屏幕刷新率：60hz

测试范围：

2.2 测试步骤

1）应用安装后启动，完成授权；

2）分别在各应用多个页面滑动，基于人眼主观流畅性体验，针对抓取不流畅页面对应的systrace、applog日志；

3）根据systrace日志，分析不流畅界面丢帧情况；

4）判断出现软件绘制问题的方法：

参考上述表格，有3种方法可以同时用来确认：

• systrace对应的应用只有UI Thread：

• systrace对应的应用存在BuildDrawingCache方法：

• applog会有“enableHardwareAccelerationfalse”打印：

在log中搜索“enableHardwareAcceleration”关键字即可，如果值为false，就是软件绘制：

01-2316:16:38.085 22775 22775 D ViewRootImpl[ZongHeFenLeiListActivity]: enableHardwareAcceleration false

2.3 测试结果

我们发现，上述8款应用的不流畅场景下，图像绘制均采用软件绘制的方式，测试滑动帧率都低于60帧，部分应用甚至低于30帧，卡顿感明显。经华为终端开放实验测试发现，上述应用已在新版本优化该问题，用户可及时更新版本获取更好的使用体验。

3. 软件绘制问题分析

软件绘制在新处理器平台手机上导致应用卡顿问题较多，很多应用甚至主界面都会出现卡顿。这是由于应用在早期设计时，为了兼容低端手机硬件平台性能，默认采用软件绘制方式进行图像绘制。而随着芯片平台的不断发展，大多数应用场景不会再受到手机的性能限制。

而导致软件绘制效率差的原因，主要有有3点，我们可以针对性的进行改进：

• UI线程中多次的内存复制，每次绘制时，图片解码后，skia绘制时要复制到bitmap格式的缓存，再进行OpenGL绘制到帧Buffer时，要从Bitmap中上传纹理到GPU。
• 尤其是显示长图，图片的尺寸和大小一般较大，内存的拷贝负载较大，因此会造成绘制时间相对较长。
• 滑动时，视图会发生变化，因此每次skia生成的bitmap都不同，GPU无法使用缓存的纹理。如果是硬加速，一次将图片纹理上传，后面直接使用缓存的纹理，效率更高。

4. 软件绘制问题优化建议

最理想的情况是全程使用硬件绘制，但还需要避免可能会存在的一些兼容性问题。如何既保证硬件绘制减轻UI线程的负载，又能让getDrawingCache得到需要的图片缓存，是解决这个问题的关键。

当前流畅性体验问题已经远比兼容性问题更加严峻，而软件绘制和硬件绘制的绘制效率差距将近4-5倍，我们建议应用开发者后续默认使用硬件绘制（开启硬件加速），尤其是主界面、列表显示图片较多、图片尺寸较大的场景，优先硬件绘制；对于一些图片尺寸较小、界面滑动不是关键操作路径时，可以考虑软件绘制。

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