提高Android應用流暢性的關鍵：Choreographer管理

在Android開發中，用戶體驗是最為重要的。其中之一就是應用的流暢性。在日常使用App時，用戶經常會遇到卡頓、掉幀等問題，這會給用戶帶來極差的使用體驗，甚至可能會影響應用的用戶留存率。因此，為了提高應用的流暢性，我們需要了解Choreographer管理的相關知識。

一、Choreographer是什麼

Choreographer是Android系統提供的一個管理UI線程的工具。它負責協調每一幀的繪製任務，讓UI線程在16ms（1秒/60幀）的時間內完成每一幀繪製的工作，從而達到流暢的效果。Choreographer對於Android應用的流暢性至關重要，因為它能夠及時識別掉幀的情況，並及時處理掉幀產生的原因，從而提高應用的流暢性。

二、Choreographer的工作原理

Choreographer主要分為三個部分：VSYNC、預布局和任務分發。

VSYNC是指屏幕刷新的垂直同步。Android系統會以60幀/秒的刷新率不斷更新屏幕。當VSYNC信號發生時，Choreographer就會啟動預布局過程。預布局包括了視圖測量、布局和繪製操作，它們需要在下一幀顯示之前完成。預布局完成後，Choreographer會將以下幾類任務分發到UI線程中執行：

• 測量任務，包括對視圖大小的測量等；
• 布局任務，包括對視圖位置的布局等；
• 繪製任務，包括對視圖內容的繪製等。

如果在16ms的時間內，UI線程完成了上述任務，則Choreographer不會發現任何問題。如果不能在規定的時間內完成，Choreographer就會認為發生了掉幀的情況。此時，它會使用Graphics Timing Debug工具來記錄掉幀的時間和位置，並將相關的信息發送給開發者，方便我們找到掉幀問題的原因。

三、如何使用Choreographer提高應用流暢性

1. 優化UI線程的任務

通過從UI線程中減少測量、布局和繪製任務的數量，可以降低應用發生掉幀的概率。以下是一些可以優化UI線程任務的方法：

• 使用RecyclerView等可以進行復用的控制項，避免頻繁地創建和銷毀View；
• 使用硬體加速，可以通過在View或者Activity上設置硬體加速來提高繪製速度；
• 盡量避免在UI線程中執行耗時的操作，如IO操作、網路請求等。

2. 使用Choreographer相關API進行監控

Choreographer提供了一些API來監控應用的幀率、掉幀情況等。可以使用這些API來找到掉幀的位置和原因，進行相應的優化，從而提高應用流暢性。

Choreographer.FrameCallback mFrameCallback = new Choreographer.FrameCallback() {
    @Override
    public void doFrame(long frameTimeNanos) {
        if (mStartFrameTimeNanos == 0) {
            mStartFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
        }
        long consumeTime = (frameTimeNanos - mStartFrameTimeNanos) / 1000000;
        if (consumeTime > 16) {
            Log.w(TAG, "Consume time warning! Cost time: " + consumeTime + "ms");
        }
        mStartFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
        Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);
    }
};
Choreographer.getInstance().postFrameCallback(mFrameCallback);

在上述代碼中，我們使用了Choreographer.postFrameCallback()方法來註冊回調函數，當有新的VSYNC信號發生時，Choreographer會調用該回調函數。在回調函數中，我們可以獲取每一幀的處理時間，如果處理時間超過16ms，則輸出相應的日誌信息。

3. 使用FrameMetricsListener API獲取詳細信息

在Android 8.0及以上的版本中，Choreographer提供了FrameMetricsListener API，可以用來獲取比Choreographer.FrameCallback更為詳細的幀率、掉幀信息等。以下是使用FrameMetricsListener API的示例代碼：

FrameMetricsListener mFrameMetricsListener = new FrameMetricsListener() {
    @Override
    public void onFrameMetricsAvailable(Window window, FrameMetrics frameMetrics, int dropCountSinceLastInvocation) {
        long vsyncTimestamp = frameMetrics.getVsyncTimestampNanos();
        long frameStart = frameMetrics.getMetric(FrameMetricsConstants.ANIMATION_START_TIME);
        long frameEnd = frameMetrics.getMetric(FrameMetricsConstants.DRAW_START_TIME);
        long renderTime = frameEnd - frameStart;
        Log.i(TAG, "Frame start: " + frameStart + " Frame end: " + frameEnd + " Render time: " + renderTime);
    }
};
getWindow().addOnFrameMetricsAvailableListener(mFrameMetricsListener, new Handler());

在上述代碼中，我們使用了FrameMetricsListener.onFrameMetricsAvailable()方法來獲取幀率、掉幀等更為詳細的信息。在該方法中，我們可以獲取每一幀的渲染信息，如動畫開始時間、繪製開始時間、渲染時間等。

四、總結

Choreographer是Android系統提供的一個管理UI線程的工具，負責協調每一幀的繪製任務，讓UI線程在16ms的時間內完成每一幀繪製的工作，提高應用的流暢性。在使用Choreographer時，我們可以通過優化UI線程任務、監控幀率、掉幀等信息，來找到掉幀問題的原因，進行相應的優化。這樣可以大大提高應用的用戶體驗。