滑动
而造成其产生的根本原因可以分为两大类：
1、界面绘制
绘制层级深
页面复杂
刷新不合理
2、数据处理
数据处理在UI线程
占用CPU高，导致主线程拿不到时间片
内存增加导致GC频繁，从而引起卡顿
#一、Android系统显示原理
Android的显示过程可以简单概括为：Android应用程序把经过测量、布局、绘制后的surface缓存数据、通过SurfaceFlinger把数据渲染到显示屏幕上，通过Android的刷新机制来刷新数据。也就是说应用层负责绘制，系统层负责渲染，通过进程间通信把应用层需要绘制的数据传递到系统层服务，系统层服务通过刷新机制把数据更新到屏幕。
1、绘制原理
应用层
在Android的每个View都会经过Measure和Layout来确定当前需要绘制的View所在的大小和位置，然后，再通过Draw绘制到surface上。在Android系统中整体的绘制源码是在ViewRootImpl类的performTraversals()方法，通过这个方法可以看出Measure和Layout都是递归来获取View的大小和位置，并且以深度作为优先级。显然，层级越深，元素越多，耗时就越长。
对于绘制，Android支持两种绘制方式：
软件绘制（CPU）
硬件绘制（GPU）
硬件加速从Android 3.0开始支持，它在UI显示和绘制效率方面远高于软件绘制。但它的局限如下：
耗电：GPU功耗高于CPU。
兼容性：不兼容某些接口和函数。
内存大：使用OpenGL的接口需要占用内存8MB。
系统层
将数据渲染到屏幕上是通过系统级进程中的SurfaceFlinger服务来实现的，它的主要工作流程如下：
1、响应客户端事件，创建Layer与客户端的Surface建立连接。
2、接收客户端数据和属性，修改Layer属性，如尺寸、颜色、透明度等。
3、将创建的Layer内容刷新到屏幕上。
4、维持Layer的序列，并对Layer的最终输出做裁剪计算。
其中，SurfaceFlinger系统进程和应用进程使用了匿名共享内存SharedClient，并且，每一
个应用和SurfaceFlinger之间都会创建一个SharedClient，在每个SharedClient中，最多可以创建31个SharedBufferStack，每一个SharedBufferStack对应一个Surface，即一个window。（其中包含了两个（小于4.1版本）或者三个（4.1及以上版本）缓冲区）
因此，从上可知，一个Android应用程序最多可以包含31个窗口。最后，显示的整体流程如下：
1、应用层绘制到缓冲区。
2、SurfaceFlinger把缓冲区数据渲染到屏幕，其中使用了Android匿名共享内存SharedClient缓存需要显示的数据来达到目的。
绘制的过程首先是 CPU准备数据，通过Driver层把数据交给CPU渲染，其中CPU主要负责Measure、Layout、Record、Execute的数据计算工作，GPU负责Rasterization（栅格化）、渲染。因为图形API不允许CPU直接和GPU通信，所以要通过一个图形驱动的中间层来进行连接，在图形驱动里面维护了一个队列，CPU把display list（待显示的数据列表）添加到队列中，GPU从这个队列中取出数据进行绘制，最终才在显示屏上显示出来。
Android系统每隔16ms发出VSYNC信号，触发对UI进行渲染，如果每次渲染都成功，这样就能够达到流畅画面所需的60FPS。
2、刷新机制
在4.1版本的Project Butter中对Android Display系统进行了重构，引入了三个核心元素：VSYNC（Vertical Synchronization）、Triple Buffer（三级缓冲）、Choreographer。其中作为Project Buffer核心的VSYNC，即垂直同步可认为是一种定时中断。而Choreographer起调度的作用，将绘制工作统一到VSYNC的某个时间点上，使应用的绘制工作有序。
那么，为什么要推出Project Butter呢？
目的是解决刷新不同步的问题。
在Tripe Buffer出现之前，Android的显示系统采用的是双缓冲技术。
为什么要使用双缓冲技术？
在Linux上通常使用 Framebuffer 来做显示输出，当用户进程更新Framebuffer中的数据后，显示驱动会把FrameBuffer中每个像素点的值更新到屏幕，但是如果上一帧数据还没显示完，Framebuffer中的数据又更新了，就会带来残影的问题，用户会觉得有闪烁感，所以采用了双缓冲技术。
双缓冲的含义？
双缓冲意味着要使用两个缓冲区（在上文提及的SharedBufferStack中），其中一个称为Front Buffer，另一个称为Back Buffer。UI总是先在Back Buffer中绘制，然后再和Front Buffer交换，渲染到显示设备中。即只有当另一个buffer的数据准备好后，才会通过io_ctl系统调用来通知显示设备切换Buffer。
当第一帧数据没有及时处理时，为什么CPU不能在第二个16ms处即VSync到来就开始工作呢？
因为只有两个Buffer；所以4.1版本后，出现了第三个缓冲区：Triple Buffer。它利用CPU/GPU的空闲等待时间提前准备好数据，并不一定会使用。
注意
除非必要，大部分情况下只是用到双缓冲。而且，缓冲区并不是越多越好，要做到平衡到最佳效果。
Google做了这么多的优化，为什么实际开发中应用还存在卡顿现象？
因为 VSync 中断处理的线程优先级一定要最高，否则即使接收到VSync中断，不能及时处理，也是徒劳无功。
Choreographer的作用是什么？
当收到VSYNC信号时，调用用户设置的回调函数。回调类型的优先级从高到低为CALLBACK_INPUT、CALLBACK_ANIMATION、CALLBACK_TRAVERSAL。
3、卡顿的根本原因
绘制任务太重、绘制一帧内容耗时太长。
主线程太忙，导致VSync信号到来时还没有准备好数据从而导致丢帧。
#二、性能分析工具
Android常用的绘制优化工具一般有如下几种：
Hierarchy View：查看Layout层次
Android Studio自带的Profile CPU工具
静态代码检查工具Lint
Profile GPU Rendering
TraceView
Systrace
这里我们来讲解后面三种分析工具。
1、卡顿检测工具Profile GPU Rendering
它是Android手机上自带的一个辅助工具，打开Profile GPU Rendering后可以看到实时刷新的彩色图，其中每一根竖线表示一帧，由多个颜色组成。
Android M之前
在Android M版本之前，每一条柱状图都由红、黄、蓝、紫组成，分别对应每一帧在不同阶段的实际耗时不同颜色的解释如下：
蓝色：表示测量绘制的时间，需要多长时间去创建和更新DisplayList。在蓝色的线很高时，有可能是因为需要重新绘制，或者自定义视图的onDraw函数处理事情太多。
红色：表示Android进行2D渲染Display List的执行的时间。当红色的线非常高时，可能是由于重新提交了视图导致的。
橙色：处理时间或CPU告诉GPU渲染一帧的地方，如果柱状图很高，就意味着GPU太繁忙了。
紫色：将资源转移到渲染线程的时间。（4.0版本以上提供）
Android M及之后
并且，从Android M开始变成了渲染八步骤：
1、橙色-Swap Buffers
表示GPU处理任务的时间。
2、红色-Command Issue
进行2D渲染显示列表的时间，越高表示需要绘制的视图越多。
3、浅蓝-Sync&Upload
准备有待绘制的图片所耗费的时间，越高表示图片数量越多或图片越大。
4、深蓝-Draw
测量和绘制视图所需的时间，越高表示视图越多或onDraw方法有耗时操作。
5、一级绿-Measure/Layout
onMeasure与onLayout所花费的时间。
6、二级绿-Animation
执行动画所需要花费的时间。越高表示使用了非官方动画工具或执行中有读写操作。
7、三级绿-Input Handling
系统处理输入事件所耗费的时间。
8、四级绿-Misc Time/Vsync Delay
主线程执行了太多任务，导致UI渲染跟不上vSync的信号而出现掉帧。
此外，可通过如下 adb命令将具体的渲染耗时输出到日志中来分析：
adb shell dumpsys gfxinfo com..
复制代码
2、TraceView
它主要用来分析函数的调用过程，可以对Android的应用程序以及Framework层代码进行性能分析。
使用TraceView查看耗时，主要关注Calls + Recur Calls / Total和（该方法调用次数+递归次数）和Cpu Time / Call（该方法耗时）这两个值，然后优化这些方法的逻辑和调用次数，减少耗时。
注意
RealTime（实际时长）的实际执行时间要比CPU Time要长，因为它包括了CPU的上下文切换、阻塞、GC等时间消耗。
3、Systrace UI性能分析
Systrace是Android 4.1及以上版本提供的性能数据采样和分析工具，它的主要作用可以归结为如下两点：
1、收集Android关键子系统（如surfaceflinger、WindowManagerService等Framework部分关键模块、服务、View系统等）的运行信息，这样可以更直观地分析系统瓶颈，改进性能。
2、跟踪系统的I/0操作、内核工作队列、CPU负载等，在UI显示性能分析上提供很好的数据，特别是在动画播放不流畅、渲染卡顿等问题上。
1、Systrace使用方法
使用事项如下：
支持4.1版本及以上。
4.3以前的系统版本需要打开Setting>Developer options>Monitoring>Enable traces。
一般我们使用命令行来得到输出的html表单，在4.3版本及以上可以省略设置跟踪类别标签来获取默认值。命令如下：
cd android-sdk/platform-tools/systrace
python systrace.py --time=10 -o mynewtrace.html sched gfx view wm
复制代码
其中，常用的几个参数命令如下：
-o ：保存的文件名。
-t N, --time=N：多少秒内的数据，默认为5s，以当前时间点往后倒N秒时间。
其余标签用法请参见此处。
此外，我们可以使用代码插桩的方式，在Android 4.3及以上版本可以使用Trace类的Trace.beginSection()与Trace.endSection()方法来进行追踪。其中需要注意：
1、保证beginSection和endSection的调用次数要匹配。
2、Trace的begin与end必须在同一线程中执行。
2、分析Systrace报告
使用Chrome打开文件后，其中和UI绘制关系最密切的是Alerts和Frame两个数据：
Alerts：标记了性能有问题的点，单击该点可以查看详细信息，右侧的Alerts框还可以看到每个类型的Alerts的数量。
Frame：每个应用都有一行专门显示frame，绘制正常时每一帧就显示为一个绿色的圆圈。当显示为黄色或者红色时，则表明它的渲染时间超过了16.6ms。
最后，这里再列出在Systrace便于操作的快捷键：
W：放大
S：缩小
A：左移
D：右移
#三、布局优化方式
1、减少层级
合理使用RelativeLayout和LinearLayout。
合理使用Merge。
合理使用RelativeLayout和LinearLayout
RelativeLayout也存在性能低的问题，原因是RelativeLayout会对子View做两次测量。但如果在LinearLayout中有weight属性，也需要进行两次测量，但是因为没有更多的依赖关系，所以仍然会比RelativeLayout的效率高。
注意
由于Android的碎片化程度很高，所以使用RelativeLayout能使构建的布局适应性更强。
合理使用Merge
merge的原理：在Android布局的源码中，如果是Merge标签，那么直接将其中的子元素添加到Merge标签Parent中。
注意
1、Merge只能用在布局XML文件的根元素。
2、使用merge来加载一个布局时，必须指定一个ViewGroup作为其父元素，并且要设置加载的attachToRoot参数为true。
3、不能在ViewStub中使用Merge标签。原因就是ViewStub的inflate方法中根本没有attachToRoot的设置。
2、提高显示速度
ViewStub是一个轻量级的View，它是一个看不见的，并且不占布局位置，占用资源非常小的视图对象。可以为ViewStub指定一个布局，加载布局时，只有ViewStub会被初始化，然后当ViewStub被设置为可见时，或是调用了ViewStub.inflate()时，ViewStub所指向的布局才会被加载和实例化，然后ViewStub的布局属性都会传给它指向的布局。
注意：
1、ViewStub只能加载一次，之后ViewStub对象会被置为空。所以它不适用于需要按需显示隐藏的情况。
2、ViewStub只能用来加载一个布局文件，而不是某个具体的View。
3、ViewStub中不能嵌套Merge标签。
3、布局复用
Android的布局复用可以通过 include 标签来实现。
4、小结
最后，下面列出了我平常做布局优化时的一些小技巧：
使用标签加载一些不常用的布局。
尽可能少用wrap_content，wrap_content会增加布局measure时的计算成本，已知宽高为固定值时，不用wrap_content。
使用TextView替换RL、LL。
使用低端机进行优化，以发现性能瓶颈。
使用TextView的行间距替换多行文本：lineSpacingExtra/lineSpacingMultiplier。
wStub中不能嵌套Merge标签。
3、布局复用
Android的布局复用可以通过 include 标签来实现。
4、小结
最后，下面列出了我平常做布局优化时的一些小技巧：
使用标签加载一些不常用的布局。
尽可能少用wrap_content，wrap_content会增加布局measure时的计算成本，已知宽高为固定值时，不用wrap_content。
使用TextView替换RL、LL。
使用低端机进行优化，以发现性能瓶颈。
使用TextView的行间距替换多行文本：lineSpacingExtra/lineSpacingMultiplier。
