通过Hardware Layer提升Android动画性能

silvermouse 发布于2月前 阅读254次
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当有人问我关于动画性能表现不佳问题的时候,我首先会询问他们是否使用了Hardware Layer层。

你的View可能在执行动画期间的每一帧都进行重绘,如果使用View Layer,可以避免重绘每一帧,因为View的渲染一旦进入离屏缓冲区就能够被复用。

另外,Hardware Layer缓存在GPU上(译者注: Hardware Layer使用GPU内存),它能够使动画中的某些操作变得更顺畅。通过使用这个View Layer能够迅速渲染简单的变换(如,移动,旋转,缩放,透明度)。因为许多动画都是多种变换的组合,所以使用View Layer能够显著提高动画性能。

用法

Layer的API十分简单:只需使用View.setLayerType( ) 。你应该只是暂时设置Hardware Layer,因为它们无法自动释放(稍后介绍)。基本使用步骤如下:

  1. 动画运行期间,在每个想要缓存的View上调用View.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, null)。

  2. 运行动画。

  3. 动画结束时,调用View.setLayerType(View.LAYER_TYPE_NONE, null)进行清理操作。

代码实现如下:

// Set the layer type to hardware 
myView.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, null);

// Setup the animation
ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(myView, View.TRANSLATION_X, 150);

// Add a listener that does cleanup 
animator.addListener(new AnimatorListenerAdapter() {  
  @Override
  public void onAnimationEnd(Animator animation) {
    myView.setLayerType(View.LAYER_TYPE_NONE, null);
  }
});

// Start the animation
animator.start();

如果你基于minSdkVersion 16+,并且使用ViewPropertyAnimator ,那么可以通过withLayer( ) 方法代替上面操作。

myView.animate()  
.translationX(150)
.withLayer()
.start();

这样做,你的动画就能变得顺畅平滑。

注意事项

。。。。你可能已经想到了,事情并不会这么简单。

Hardware Layer在提升动画性能的能力上表现的十分神奇,如果滥用,将是弊大于利的。切记,不要盲目使用View Layer

第一,在某些情况下,实际上Hardware Layer可能要做非常多的工作,而不仅仅是渲染视图。缓存一个层需要花费时间,因为这一步要划分为两个过程:首先,视图渲染入GPU上的一个层中,然后,GPU再渲染那个层到窗口,如果View的渲染十分简单(比如一个纯色),那么在初始化的时候可能增加Hardware Layer不必要的开销。

第二,对所有缓存来讲,存在一个缓存失效的可能性。动画运行时,如果某个地方调用了View.invalidate( ),那么Layer就不得不重新渲染一遍。倘若不断地失效,你的Hardware Layer实际上要比不添加任何Layer性能更差,因为(如上所述)Hardware Layer在设置缓存的时候增加了开销。如果你不断的重缓存Layer,会对性能造成极大地负担。

这种问题很容易遇到,因为动画通常有多个移动部件。假设你设置了一个拥有三个移动部件的动画。

Parent ViewGroup  
--> Child View 1 (translates left)  
--> Child View 2 (translates right)  
--> Child View 3 (translates up)

如果你仅在父布局ViewGroup上设置一个Layer,实际上会不断地缓存失效,因为(作为一个整体)ViewGroup会随着子View不断地改变。然而,每个单独的View,仅仅是移动罢了。这种情况下,最好的办法就是在每一个子View上设置Hardware Layer(而不是在父布局上)。

再次重申,起初因为我不懂这个:经常在多个View上适当的设置Hardware Layer,以为这样他们就不会在动画运行时失效了。

"显示硬件层更新"(Show hardware layers updates) 是追踪这个问题的开发利器。当View渲染Hardware Layer的时候闪烁绿色,它应该在动画开始的时候闪烁一次(也就是Layer渲染初始化的时候),然而,如果你的View在整个动画期间保持绿色不变,这就是持续的缓存失效问题了。

第三,Hardware Layer使用GPU内存,很明显你不想看到内存泄露。因此,你应该只在必要的时候使用Hardware Layer,比如,动画运行期间。

所有这一切表明:这里没有硬性规则。Android渲染系统是复杂的,并且常常令我感到惊讶。如同所有性能问题一样,测试才是关键。“GPU呈现模式分析”和“显示硬件层更新”等开发者选项非常适合确定图层正在帮助还是正在损害你的性能。

举例

我写了一个简单的app,示范Hardware Layer的基本用法。 从这里获取代码.

这是运行在我的Galaxy Nexus(一款又老又慢的设备),通过开启开发者选项中的“GPU呈现模式分析”:

通过Hardware Layer提升Android动画性能

在不使用Hardware Layer的情况下,这个简单的动画烂透了。它不断地越过绿线,这就意味着它看起来很糟糕。相比之下,使用Hardware Layer的版本一直保持在绿线之下,这非常棒!

第三个例子展示了,在使用Hardware Layer的情况下,动画运行时存在缓存失效的风险。由于错误的Hardware Layer用法,许多性能收益被干掉了。

(这里有一些奇怪,如果它正处在invalidating,应该至少与不使用Hardware Layer一样迟钝。我不能理解透彻,但是,很显然,即使它们在每一步都必须进行重绘,优化的Hardware Layer还是发挥了一些提升性能的作用。所以,最好正确的使用它们。)

这篇文章的寓意是:Hardware Layer可以让动画变得很棒,但是前提是把握好它们的使用契机。


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