如何从软硬件层面提升 Android 动画性能？

若是有人问如何解决动画性能不佳的问题，Dan Lew Codes 总会反问：你是否使用了硬件层？

动画放映过程中每帧画面可能都要重绘。如果使用视图层，，渲染过的视图可以存入离屏缓存以待将来重用，而无需每帧重绘。

此外，硬件层缓存与 GPU 中，这使得动画放映中的某些操作更加快速。简单的转换（平移，旋转，缩放，开端）可通过硬件层快速渲染。由于许多动画只是这些转换的组合，使用硬件层可大大提高动画性能。

Usage

应用

硬件层 API 十分简单：使用 View.setLayerType()即可。硬件层设定只能暂时使用，因为它们并非没有代价（下文会有更多相关介绍）。基本过程如下：

1. 动画过程中，对每个需要缓存的视图调用View.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, null)
2. 运行动画
3. 动画结束时，使用 View.setLayerType(View.LAYER_TYPE_NONE, null)清除缓存。

以下为上述过程的具体实施：

// 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(Animatoranimation){
    myView.setLayerType(View.LAYER_TYPE_NONE, null);
  }
}); 

// Start the animation
animator.start();

如果你使用 minSdkVersion 16以上版本与ViewPropertyAnimator，可用简便的withLayer()代替上述方法。

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

这样做之后，动画变得很流畅！

警告

…你也知道，事实并非如此简单。

硬件层在提高动画性能方面能力优异。然而，如果使用不当，也可能弊大于利。千万不要盲目使用硬件层！

首先，在很多情况下，硬件层实际进行的操作可能不止于简单的视图渲染。缓存硬件层的耗时不少，因为第一步其实包含两个过程：一、把视图渲染进 GPU 的层中。二、GPU 将该层渲染为视窗。如果该视图渲染比较简单（例如色彩单一），硬件层可能在初始过程中导致非必要的内存开销。

第二，对于所有缓存，都存在缓存失效的可能。在动画过程中，如果有人调用了 View.invalidate()，则硬件层不得不再次渲染。经常这样做事实上比没有硬件层还要糟糕，因为（如前所述）硬件层在初始化缓存时会增加内存开销。如果经常性地二次缓存硬件层，势必影响动画性能！

由于动画经常包括多个移动部件，该问题极易发生。假定你在设置一个具有三个移动部件的动画。

父 ViewGroup

-->子视图1（向左平移）

-->子视图2（向右平移）

-->子视图3（向上平移）

假使你在父ViewGroup 配置了单独的硬件层，会造成缓存持续失效，这是因为ViewGroup（作为整体）由于其子视图的变化而持续改变。然而，每个独立的视图来说，只是在平移而已。因此，最好为每个子视图（而非父容器）配置硬件层。重申一点：为多个视图配置硬件层，可保证其在动画过程中不失效。

“展示硬件层更新”是用于追踪此类问题的好工具。每当视图渲染硬件层时，它会使视图闪现绿色。在动画开始时（即硬件层初始渲染）时它只会闪光一次。然而，如果你的视图在整个动画过程中一直呈现绿色，说明你遇到缓存失效问题了。

第三，硬件层会占用GPU存储空间，你当然不想出现内存泄露。所以，你只应在必要时使用硬件层，比如动画展示过程。

综上所述-并不存在硬性规则。安卓渲染系统是复杂的，经常让我吃惊。对于所有性能问题，检测是关键。“GPU渲染分析”和“硬件层更新展示”设置能用于有效判断硬件层的作用好坏。

举例

我写了一个例子以演示硬件层的基本应用。你可以在此处得到源码。

以下是启用GPU渲染分析设置后，应用在GalaxyNexus（一个又老又慢的设备）上的运行结果

没有硬件层，如此简单的动画也非常糟糕，经常性地位于绿线之上意味着应用性能简直是一团乱麻。相反，使用了硬件层的版本则一直在绿线之下-太棒了！

第三个案例展示了动画中使用硬件层但是缓存失效造成的危害。因为误使硬件层，许多性能提升也毁于一旦。（奇怪之处在于-如果它缓存失效，为什么并不像没有使用硬件层那样慢呢？虽然我也无法完全理解个中缘由，但显然，即使它每一步都要重绘，硬件层还是带来一些有利的优化。不过，最好还是正确地使用硬件层。）

这个故事要的主旨是：硬件层的确有利于提升动画性能，但必须正确使用之。

软件层优化

从硬件层面进行了优化，那么如何从软件层面进行快速定位及优化呢？

使用OneAPM可以快速定位分析UI性能，Mobile Insight的卡顿可以直观地展示这些信息。



可以分析绘制APP卡顿趋势图，精确定位每1秒内的绘图刷新信号中断的次数，从多维度分析卡顿现象，如APP版本、操作系统版本的分布情况等。



卡顿详情列表展示：访问时间，发生卡顿时的流畅度，耗时，发生卡顿时的设备信息，APP版本，操作系统及版本，CPU信息

通过分析该页面信息可以清楚了解到卡顿来源，以便针对性快速优化。

动画卡顿原因

动画卡顿的原因大概有这样三种，这些因素将直接影响动画的性能，导致卡顿。即：

1. 手势滑动速度
2. 帧率
3. 触摸事件响应的速度

手势滑动、帧率是跟各种手机设备有直接的关系，各种各样的硬件设备会表现出不一样的性能，如果从这个方面入手考虑优化，就十分需要 OneAPM Mobile Insight 这样的从多维度来分析性能的一款工具。

原文地址：http://blog.danlew.net/2015/10/20/using-hardware-layers-to-improve-animation-performance/