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Android TextView預(yù)渲染研究

更新時間：2016年09月20日 09:04:44 作者：MrlLee

這篇文章主要介紹了Android TextView預(yù)渲染研究的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

Android中的TextView是整個framework中最復(fù)雜的控件之一，負(fù)責(zé)Android中顯示文本的大部分工作，framwork中的許多控件也直接或者間接的繼承于TextView，例如Button，EditText等。其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)也相當(dāng)復(fù)雜，單論代碼行數(shù)來說，android-22中TextView有足足9509行，另外，TextView中許多操作都非常繁重，例如setText操作，需要設(shè)置SpanWatcher，或者需要重現(xiàn)創(chuàng)建一個SpannableString，還需要根據(jù)情況重新創(chuàng)建Text Layout，這些操作加起來之后令一次setText操作非常耗時。為了提升TextView的渲染效率，最近研究了一下預(yù)渲染的方法，接下來給大家講解一下原理。

TextView渲染基本原理

首先來介紹下TextView的基本渲染原理，總的來說，TextView中負(fù)責(zé)渲染文字的主要是這三個類：

BoringLayout

主要負(fù)責(zé)顯示單行文本，并提供了isBoring方法來判斷是否滿足單行文本的條件。

DynamicLayout

當(dāng)文本為Spannable的時候，TextView就會使用它來負(fù)責(zé)文本的顯示，在內(nèi)部設(shè)置了SpanWatcher，當(dāng)檢測到span改變的時候，會進(jìn)行reflow，重新計算布局。

StaticLayout

當(dāng)文本為非單行文本，且非Spannable的時候，就會使用StaticLayout，內(nèi)部并不會監(jiān)聽span的變化，因此效率上會比DynamicLayout高，只需一次布局的創(chuàng)建即可，但其實(shí)內(nèi)部也能顯示SpannableString，只是不能在span變化之后重新進(jìn)行布局而已。

另外，以上三個類都繼承于Layout類，在此類中統(tǒng)一負(fù)責(zé)文本的具體繪制，在Layout.draw方法中，會對文本一行一行的進(jìn)行渲染：

TextLine tl = TextLine.obtain();
 
// Draw the lines, one at a time.
// The baseline is the top of the following line minus the current line's descent.
for (int i = firstLine; i <= lastLine; i++) {
   ....
   Directions directions = getLineDirections(i);
   if (directions == DIRS_ALL_LEFT_TO_RIGHT && !mSpannedText && !hasTabOrEmoji) {
     // XXX: assumes there's nothing additional to be done
     canvas.drawText(buf, start, end, x, lbaseline, paint);
   } else {
     tl.set(paint, buf, start, end, dir, directions, hasTabOrEmoji, tabStops);
     tl.draw(canvas, x, ltop, lbaseline, lbottom);
   }
}
TextLine.recycle(tl);

可以看出來對于Spannble，或者包含emoji的文本的話，實(shí)際渲染操作是交給了TextLine去繪制，否則直接使用canvas.drawText，TextLine負(fù)責(zé)單行復(fù)雜文本的繪制，其中Spannable, Emoji之類的繪制邏輯都包含在里面，TextLine的繪制邏輯也并非十分高效，這里后續(xù)將會繼續(xù)說明其應(yīng)該如何優(yōu)化。

TextLayoutCache

Canvas在drawText的時候，如果需要每次都計算字體的大小，邊距等之類的話，就會非常耗時，導(dǎo)致drawText時間會拉的很長，為了提高效率，android在4.0之后引入了TextLayoutCache，使用LRU Cache緩存了字形，邊距等數(shù)據(jù)，提升了drawText的速度，在4.4中，這個cache的大小是0.5M，全局使用，并且會在Activity的configurationChanged, onResume, lowMemory, updateVisibility等時機(jī)，會調(diào)用Canvas.freeTextLayoutCache來釋放這部分內(nèi)存。由于這部分的cache是系統(tǒng)底層控制的，我們無法做具體的控制。

TextView的預(yù)渲染優(yōu)化

從TextView的渲染原理來看，如果只是單純的顯示文本，我們根本不需要另外設(shè)置SpanWatcher來監(jiān)聽span的變化，因此我們可以直接使用BoringLayout或者StaticLayout來直接顯示文本內(nèi)容，但是BoringLayout只能顯示單行文本，因此這里最好的選擇是直接用StaticLayout

我們選擇了自定義View，并希望最終有這樣的一個接口：

public class StaticLayoutView extends View {
  private Layout layout = null;
  public void setLayout(Layout layout) {
    this.layout = layout;
    requestLayout();
  } 
  @Override
  protected void onDraw(Canvas canvas) {
    super.onDraw(canvas);
 
    canvas.save();
    if (layout != null) {
      layout.draw(canvas, null, null, 0);
    }
    canvas.restore();
  }
}

我們可以直接通過設(shè)置這個view的Layout來繪制文本，并在onDraw方法中直接使用這個Layout對象來繪制文本。在這里我們摒棄了setText方法，直接通過Layout來繪制文本，而這里的Layout對象，我們可以通過預(yù)先創(chuàng)建之后才設(shè)置進(jìn)去（這里可以放到單獨(dú)的一個線程中創(chuàng)建），這樣對比起普通TextView的setText方法，我們減少了setText中的許多消耗，可以大幅度的提升效率。

StaticLayout的創(chuàng)建非常簡單，只需要給定文本，寬度等就能直接創(chuàng)建。另外，為了預(yù)先填充TextLayoutCache，我們也可以在創(chuàng)建完StaticLayout對象之后，預(yù)先在一個dummy canvas中draw出來：

StaticLayout layout = new StaticLayout(TestSpan.getSpanString(i), textPaint, hardCodeWidth, alignment, 1.0f, 0f, true);
layout.draw(dummyCanvas);

性能對比

接下來我們測試一下具體的性能，這里的testcase放到了Github上：StaticLayoutView

testcase的內(nèi)容為，在一個ListView中，顯示300個Item，每個item都是一段純文本，里面全都是包含有大量ImageSpan的SpannableString，進(jìn)行兩邊的對比，一邊是直接使用StaticLayout，一邊是使用普通的TextView，并且這300段文本不全相同，長度不同，隨機(jī)生成，在StaticLayout的testcase中，StaticLayout都是預(yù)先在另外一個線程創(chuàng)建好之后才設(shè)置進(jìn)去的，另外SpannableString也是預(yù)先生成好的。

另外，在這里為了模擬真實(shí)app繁重的后臺工作，另外創(chuàng)建了3個線程，不停在做浮點(diǎn)預(yù)算以嘗試搶占CPU資源。

測量性能的指標(biāo)為，ListView連續(xù)向下滾動，測量其平均幀率為多少，分別測量五次，計算其平均值，最終性能測試結(jié)果如下：

這里測試的機(jī)器是MX3，左側(cè)是直接使用StaticLayout的方案，右側(cè)是系統(tǒng)的默認(rèn)方案，Y軸是FPS，可以看出來，使用優(yōu)化之后的方案，幀率提升了許多。

References

Improving Comment Rendering on Android

這篇文章介紹了Instagram如何優(yōu)化他們的TextView渲染的效率，這也是這里優(yōu)化方法的來源，Instagram也是直接使用StaticLayout并通過預(yù)先創(chuàng)建Layout的方法來減少了ListView滾動過程中的掉幀率，并且效果非常顯著。這篇文章算是給出了這里的原理解析以及一個簡單的實(shí)現(xiàn)

以上就是對Android TextView預(yù)渲染的資料整理，后續(xù)繼續(xù)補(bǔ)充相關(guān)資料，謝謝大家對本站的支持！

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