APP性能测评分析
原创
1.1流畅度相关概念 刷新率 vs 帧率 刷新率：美妙屏幕刷新次数，手机品目的刷新率是60HZ 帧率：GPU在一秒内绘制的帧率
撕裂 vs 掉帧 撕裂：因为屏幕的刷新过程是自上而下、自左向右的， 如果帧率>刷新率，当屏幕还没有刷新n-1帧的数据时， 就开始生成第n帧的数据了，从上到下，覆盖第n-1帧。如果此时刷新屏幕， 就会出现图像的上半部分是第n帧的，下半部分是第n帧的现象。CPU/GPU一直都在渲染。 掉帧：Android系统每隔16ms发出VSYNC信号，触发GPU对UI进行渲染， 如果你的某个操作花费时间是24ms，系统在得到VSYNC信号的时候由于还没有准备好， 就无法进行更新任何内容，那么用户在32ms内看到的会是同一帧画面（卡顿现象），即丢帧现象。
单缓冲 vs VSYNC vs 双缓存 vs 三缓存 单缓冲（没有引入CSync): GPU向缓存中写入数据，屏幕从缓冲中读取数据，刷新后显示。有余刷新率和帧率并不总是一致的， 很可能导致撕裂现象。为了解决单缓冲的画面撕裂问题，出现了双缓存和VSYCNC VSYCNC和双缓存： 双缓存是用来两个缓存去：Back Buffer、Frame Buffer 当写入下一帧是，GPU会先填充 Back Buffer中， 当刷新屏幕时，屏幕从Frame Buffer 中读取数据，VSYNC主要是完成帧的复制，下一帧的渲染 三重缓存： 双重缓存的缺陷在于：当 CPU/GPU 绘制一帧的时间超过 16 ms 时，会产生 Jank。更要命的是， 产生 Jank 的那一帧的显示期间，GPU/CPU 都是在闲置的。
FPS原理 FPS是Frame per second的缩写,即每秒的帧数.这一术语广泛的应用于计算机图形学，视频采集，游戏等。
这里主要介绍一下视频游戏中的帧率，第一个First person shooter game的帧率只有大概6FPS，但是依然很成功。不过随着硬件设备，尤其是显卡性能的加强，现在游戏的帧率一般在30FPS~100FPS之间。由于每帧图像所消耗的时间不一样，造成帧率是在不断变化的，所以每个游戏都会设定一个最大的帧率，以保证平滑的切换。
// Timing...
static QTime time;
static int frames = 0;
static bool started = false;
if (!started || time.elapsed() > 1000) {
qreal fps = frames * 1000. / time.elapsed();
if (fps == 0)
m_current_fps = "counting fps...";
else
m_current_fps = QString::fromLatin1("%3 FPS").arg((int) qRound(fps));
time.start();
started = true;
frames = 0;
} else {
++frames;
p.setOpacity(1);
p.setFont(QFont("times", 30));
p.fillRect(5, height() - 40, 250, 40, Qt::white);
p.drawText(10, height() - 8, m_current_fps);
}
}由于一般实时的游戏都已一个定时器不断地刷新画面，所以每一帧的输出都是通过paintEvent来完成的。将上面这段代码放入paintEvent就可以统计出每秒的帧率。
那么怎么控制最大的帧率呢？
其实也很简单，就是通过设置定时器的interval来完成的，考虑到现在显示器的显示频率一般在60HZ，所以interval一般设置为1000/60ms 比较好，即60FPS是一个理论上最大的帧率。
帧率(FPS)计算的六种方法总结： 一、固定时间帧数法 帧率计算的公式为：
fps = frameNum / elapsedTime; 如果记录固定时间内的帧数，就可以计算出同步率。此种方法用得较多。
int fps()
{
static int fps = 0;
static int lastTime = getTime(); // ms
static int frameCount = 0;
++frameCount;
int curTime = getTime();
if (curTime - lastTime > 1000) // 取固定时间间隔为1秒
{
fps = frameCount;
frameCount = 0;
lastTime = curTime;
}
return fps;
}
还有另一种写法：
int fps(int deltaTime)
{
static int fps = 0;
static int timeLeft = 1000; // 取固定时间间隔为1秒
static int frameCount = 0;
++frameCount;
timeLeft -= deltaTime;
if (timeLeft < 0)
{
fps = frameCount;
frameCount = 0;
timeLeft = 1000;
}
return fps;
}二、固定帧数时间法 帧率计算的公式为： fps = frameNum / elapsedTime; 如果每隔固定的帧数，计算帧数使用的时间，也可求出帧率。此种方法使用得较少。
int fps()
{
static int fps = 0;
static int frameCount = 0;
static int lastTime = getTime(); // ms
++frameCount;
if (frameCount >= 100) // 取固定帧数为100帧
{
int curTime = getTime();
fps = frameCount / (curTime - lastTime) * 1000;
lastTime = curTime;
frameCount = 0;
}
return fps;
}三、实时计算法 实时计算法直接使用上一帧的时间间隔进行计算，结果具有实时性，但平滑性不好。
int fps(int deltaTime) // ms
{
int fps = static_cast<int>(1.f / deltaTime * 1000); // 别忘了先转换为浮点数，否则会有精度丢失
return fps;
}四、总平均法 总平均法使用全局帧数除以全局时间，以求出帧率。
int beginTime = getTime();
int fps()
{
static int frameCount = 0;
++frameCount;
int deltaTime = getTime() - beginTime();
return static_cast<int>(frameCount * 1.f / deltaTime * 1000); // 别忘了先转换为浮点数，否则会有精度丢失
}五、精确采样法 精确采样法采样前N个帧，然后计算平均值。此种方法需要额外的内存空间，所以不常用。
int fps(int deltaTime) // ms
{
static std::queue<int> q;
static int sumDuration = 0; // ms
int fps = 0;
if (q.size() < 100) // 样本数设为100
{
sumDuration += deltaTime;
q.push(deltaTime);
fps = static_cast<int>(q.size() * 1.f / sumDuration * 1000.f); // 别忘了转换为浮点数，否则会有精度丢失
}
else
{
sumDuration -= q.front();
sumDuration += deltaTime;
sumDuration.pop();
sumDuration.push(deltaTime);
fps = static_cast<int>(100.f / sumDuration * 1000.f); // 别忘了转换为浮点数，否则会有精度丢失
}
return fps;
}六、平均采样法 平均采样法利用上次的统计结果，克服了精确采样法需要使用额外空间的缺点。此种方法较常用。
int fps(int deltaTime) // ms
{
static float avgDuration = 0.f;
static alpha = 1.f / 100.f; // 采样数设置为100
static int frameCount = 0;
++frameCount;
int fps = 0;
if (1 == frameCount)
{
avgDuration = static_cast<float>(deltaTime);
}
else
{
avgDuration = avgDuration * (1 - alpha) + deltaTime * alpha;
}
fps = static_cast<int>(1.f / avgDuration * 1000);
return fps;
}原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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