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Android TextView預渲染研究

 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預渲染研究的相關資料,需要的朋友可以參考下

Android中的TextView是整個framework中最復雜的控件之一,負責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。其內部實現(xiàn)也相當復雜,單論代碼行數來說,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,需要設置SpanWatcher,或者需要重現(xiàn)創(chuàng)建一個SpannableString,還需要根據情況重新創(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中負責渲染文字的主要是這三個類:

BoringLayout

主要負責顯示單行文本,并提供了isBoring方法來判斷是否滿足單行文本的條件。

DynamicLayout

當文本為Spannable的時候,TextView就會使用它來負責文本的顯示,在內部設置了SpanWatcher,當檢測到span改變的時候,會進行reflow,重新計算布局。

StaticLayout

當文本為非單行文本,且非Spannable的時候,就會使用StaticLayout,內部并不會監(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,但其實內部也能顯示SpannableString,只是不能在span變化之后重新進行布局而已。

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

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,實際渲染操作是交給了TextLine去繪制,否則直接使用canvas.drawText,TextLine負責單行復雜文本的繪制,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,邊距等數據,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,會調用Canvas.freeTextLayoutCache來釋放這部分內存。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,我們可以通過預先創(chuàng)建之后才設置進去(這里可以放到單獨的一個線程中創(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,為了預先填充TextLayoutCache,我們也可以在創(chuàng)建完StaticLayout對象之后,預先在一個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,隨機生成,在StaticLayout的testcase中,StaticLayout都是預先在另外一個線程創(chuàng)建好之后才設置進去的,另外SpannableString也是預先生成好的。

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

測量性能的指標為,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,最終性能測試結果如下:

這里測試的機器是MX3,左側是直接使用StaticLayout的方案,右側是系統(tǒng)的默認方案,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現(xiàn)

以上就是對Android TextView預渲染 的資料整理,后續(xù)繼續(xù)補充相關資料,謝謝大家對本站的支持!

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