基于 XDanmuku 的 Android 性能优化实战
youyo2013
8年前
<p>V1.0版本于4天前首发与我的掘金专栏,发布后大家的支持让我喜出望外，截止本文发稿，掘金上原文喜欢数为259，Github上 项目 的Star数为151。很惭愧，就做了这么一点微小的工作。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/6ff319fe8dbf4f0a831c3b8fec7cdf49.png"></p> <p>不过，好景不长，在发布不久后Github上 tz-xiaomage 提交了一个题为 <strong> 体验不好，滑动很卡 </strong> 的Issue.当时我并没有很重视，以为是我程序中线程睡眠时间有点长导致的。然后amszsthl也在该Issue下评论</p> <p>弹幕滚动的时候一卡一卡的。</p> <p>这是我才开始认真思考，这不是偶然事件，应该是程序出问题了。</p> <p>现在开始查找卡顿原因，以优化优化性能。</p> <p>首先设置测试条件，之前我的测试条件是点击按钮，每点击一次就生成一个弹幕，可能是没有测试时间不够长，没有达到性能瓶颈，所以显示挺正常的，现在将增加更为严格的测试条件：每次点击按钮生成10条弹幕。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/17c8a76601b94c5fe6d0db3884d56da0.gif"></p> <h2>1. 未做任何优化之前</h2> <p>在未做任何优化时，每点击按钮一次，就生成10个弹幕，点了生成新的弹幕按钮大概10次左右，界面直接卡死。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/313eb4d2c1b6f60abde992fbd41d4b5f.png"></p> <p>打开Android Monitor窗口，切换到Monitors选项卡，查看Memory（AS默认显示的第一个为CPU，Memory在CPU上面，所以要滑动下滚轮才能看到）。内存直接飙升到12.62M,而且还在逐渐增加。</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/8330b462a099a567fea9374bbf82955e.png"></p> <h2>2. 减少线程数</h2> <p>我之前的思路是这样的，根据弹幕的模型构造不同View，并对每一个View开启一个线程控制它的坐标向左移动。细心的读者可能会发现：</p> <p>Q: 为什么不直接使用Android 动画来实现View的移动呢？</p> <p>A: Android中的动画本质上移动的不是原来的View，而是对View的影像进行移动，所以View的触摸事件都在原来的位置，这样就无法实现弹幕点击事件了。</p> <p>每一个View都开启一个单独的线程控制其移动，实在是太占用内存了，想想我连续点击10次按钮，生成100个弹幕，相当于一瞬间有100个线程启动，并且每个线程都在间隔10ms轮询控制各自的坐标。</p> <p>优化建议：使用一个线程控制所有的View的移动，由线程每个4ms发出一个Message,Handler接收到Message后对当前ViewGroup的所有chlid进行移动。在Handler中对view进行检测，如果view的右边界已经超出了屏幕范围，则把view从这个ViewGroup中移除。</p> <pre> <code class="language-java">Handler handler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); if (msg.what == 1) { for(int i=0;i<DanmuContainerView.this.getChildCount();i++){ View view = DanmuContainerView.this.getChildAt(i); if(view.getX()+view.getWidth() >= 0) view.offsetLeftAndRight((int)(0 - speed)); else{ //添加到缓存中 ... DanmuContainerView.this.removeView(view); } } } } };</code></pre> <h2>3. 增加缓存功能</h2> <p>在掘金上原文下与kaient的交流讨论中，得知缓存功能十分必要。</p> <p>kaient :</p> <p>我自己写的弹幕方法是：定义一个 View 或者 surfacview 做容器，弹幕就是 bitmap，这个 Bitmap 做成缓存，当划过屏幕后就放到缓存里，给下一个弹幕用。开三个线程，一个子线程负责从服务器取弹幕信息，一个子线程负责把弹幕信息转换成 Bitmap，一个子线程负责通知绘画 (只要是为了控制卡顿问题，参照了 B 站的开源弹幕)。缺点就是：每个 bitmap 的大小都是一样，高度随便设，宽度根据最长的弹幕长度来定 (产品说最长的弹幕是 1.5 屏，超过就省略号，所有我就设成 1.5 屏)。上面这个方案目前测试全屏 80 条弹幕同时显示基本不卡。</p> <p>我想问弹幕控件增加缓存功能。我参照 ListView 的 BaseAdapter 的缓存复用技术，去掉了V0.1版本的 DanmuConverter ,增加 XAdapter 作为弹幕适配器，并且弹幕的Entity必须继承 Model 。 Model 中有一个 int 型 type 表示弹幕的类型区分，代码如下：</p> <pre> <code class="language-java">public class Model { int type ; public int getType() { return type; } public void setType(int type) { this.type = type; } }</code></pre> <p>XAdapter代码如下:</p> <pre> <code class="language-java">public abstract class XAdapter<M>{ private HashMap<Integer,Stack<View>> cacheViews ; public XAdapter() { cacheViews = new HashMap<>(); int typeArray[] = getViewTypeArray(); for(int i=0;i<typeArray.length;i++){ Stack<View> stack = new Stack<>(); cacheViews.put(typeArray[i],stack); } } public abstract View getView(M danmuEntity, View convertView); public abstract int[] getViewTypeArray(); public abstract int getSingleLineHeight(); synchronized public void addToCacheViews(int type,View view) { if(cacheViews.containsKey(type)){ cacheViews.get(type).push(view); } else{ throw new Error("you are trying to add undefined type view to cacheViews,please define the type in the XAdapter!"); } } synchronized public View removeFromCacheViews(int type) { if(cacheViews.get(type).size()>0) return cacheViews.get(type).pop(); else return null; } //缩小缓存数组的长度,以减少内存占用 synchronized public void shrinkCacheSize() { int typeArray[] = getViewTypeArray(); for(int i=0;i<typeArray.length;i++){ int type = typeArray[i]; Stack<View> typeStack = cacheViews.get(type); int length = typeStack.size(); while(typeStack.size() > ((int)(length/2.0+0.5))){ typeStack.pop(); } cacheViews.put(type,typeStack); } } public int getCacheSize() { int totalSize = 0; int typeArray[] = getViewTypeArray(); Stack typeStack = null; for(int i=0;i<typeArray.length;i++){ int type = typeArray[i]; typeStack = cacheViews.get(type); totalSize += typeStack.size(); } return totalSize; } }</code></pre> <p>好啦，关键就在这里啦： cacheViews 是一个按照类型分类的 HashMap ，键的类型为 int 型，也就是 Model 中的 type ，值的类型为Stack ，是一个包含View的栈。</p> <p>先看构造方法 XAdapter() ，在这里我初始化了 cacheViews ,并且根据 int typeArray[] = getViewTypeArray(); 获取所有的弹幕类型的type值组成的数组， getViewTypeArray() 是一个抽象方法，需要用户自行返回type值组成的数组。然后把每个弹幕类型对于的栈初始化，防止获取到 null .</p> <p>public abstract View getView(M danmuEntity, View convertView); 则是模仿 Adapter 的 getView() 方法，它的功能是传入弹幕的Model，将Model上数据绑定到View上，并且返回View,是抽象方法，需要用户实现。</p> <p>public abstract int getSingleLineHeight(); 则是一个让用户确定每一行航道的高度的抽象函数，如果用户知道具体的值，可以直接返回具体值，否则建议用户对不同的View进行测量，取测量高度的最大值。</p> <p>synchronized public void addToCacheViews(int type,View view) 的作用是向 cacheViews 中添加缓存View对象。 type 代表弹幕的类型，使用 HaskMap 的 get() 方法获取该类型的所有弹幕的栈，并使用 push() 添加.</p> <p>synchronized public View removeFromCacheViews(int type) 的作用是当用户使用了缓存数组中的View时，将此View从 cacheViews 中移除。</p> <p>synchronized public void shrinkCacheSize() 的作用是减小缓存数组的长度，因为缓存数组的长度不会减少，只有 removeFromCacheViews 表面会减少缓存数组长度，实际上都这个从 removeFromCacheViews 中返回的View移动到屏幕外后又会自动添加到缓存数组中，所以需要添加一个策略在不需要大量弹幕时减少缓存数组的长度，这个方法就是将缓存数组的长度减到一半的，什么时候减少缓存数组长度我们在后面谈。</p> <p>public int getCacheSize() 的作用统计 cacheViews 中缓存的View的总个数。</p> <p>用户自定义DanmuAdapter，继承XAdapter，并实现其中的虚函数。</p> <pre> <code class="language-java">public class DanmuAdapter extends XAdapter<DanmuEntity> { final int ICON_RESOURCES[] = {R.drawable.icon1, R.drawable.icon2, R.drawable.icon3, R.drawable.icon4, R.drawable.icon5}; Random random; private Context context; DanmuAdapter(Context c){ super(); context = c; random = new Random(); } @Override public View getView(DanmuEntity danmuEntity, View convertView) { ViewHolder1 holder1 = null; ViewHolder2 holder2 = null; if(convertView == null){ switch (danmuEntity.getType()) { case 0: convertView = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.item_danmu, null); holder1 = new ViewHolder1(); holder1.content = (TextView) convertView.findViewById(R.id.content); holder1.image = (ImageView) convertView.findViewById(R.id.image); convertView.setTag(holder1); break; case 1: convertView = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.item_super_danmu, null); holder2 = new ViewHolder2(); holder2.content = (TextView) convertView.findViewById(R.id.content); holder2.time = (TextView) convertView.findViewById(R.id.time); convertView.setTag(holder2); break; } } else{ switch (danmuEntity.getType()) { case 0: holder1 = (ViewHolder1)convertView.getTag(); break; case 1: holder2 = (ViewHolder2)convertView.getTag(); break; } } switch (danmuEntity.getType()) { case 0: Glide.with(context).load(ICON_RESOURCES[random.nextInt(5)]).into(holder1.image); holder1.content.setText(danmuEntity.content); holder1.content.setTextColor(Color.rgb(random.nextInt(256), random.nextInt(256), random.nextInt(256))); break; case 1: holder2.content.setText(danmuEntity.content); holder2.time.setText(danmuEntity.getTime()); break; } return convertView; } @Override public int[] getViewTypeArray() { int type[] = {0,1}; return type; } @Override public int getSingleLineHeight() { //将所有类型弹幕的布局拿出来，找到高度最大值，作为弹道高度 View view = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.item_danmu, null); //指定行高 view.measure(0, 0); View view2 = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.item_super_danmu, null); //指定行高 view2.measure(0, 0); return Math.max(view.getMeasuredHeight(),view2.getMeasuredHeight()); } class ViewHolder1{ public TextView content; public ImageView image; } class ViewHolder2{ public TextView content; public TextView time; } }</code></pre> <p>可以看到 getView() 中的具体代码是不是似曾相识？没错，之前常写的 BaseAdapter 里，几乎一模一样，所以我也不花时间介绍这个方法了。 getSingleLineHeight 就是测量航道的高度的方法，可以看到我计算了两个布局的高度，并且取其中的较大值作为航道高度。 getViewTypeArray() 则是很直接的返回你的弹幕的所有类型组成的数组。</p> <p>下面到了关键了，如何去在我自定义的这个 ViewGroup 中使用这个DanmuAdapter呢？</p> <pre> <code class="language-java">public void setAdapter(XAdapter danmuAdapter) { xAdapter = danmuAdapter; singleLineHeight = danmuAdapter.getSingleLineHeight(); new Thread(new MyRunnable()).start(); }</code></pre> <p>首先得设置 setAdapter ,并获取航道高度，并开启View移动的线程。</p> <p>再添加弹幕的方法 addDanmu() 中：</p> <pre> <code class="language-java">public void addDanmu(final Model model){ if (xAdapter == null) { throw new Error("XAdapter(an interface need to be implemented) can't be null,you should call setAdapter firstly"); } View danmuView = null; if(xAdapter.getCacheSize() >= 1){ danmuView = xAdapter.getView(model,xAdapter.removeFromCacheViews(model.getType())); if(danmuView == null) addTypeView(model,danmuView,false); else addTypeView(model,danmuView,true); } else { danmuView = xAdapter.getView(model,null); addTypeView(model,danmuView,false); } //添加监听 danmuView.setOnClickListener(new OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { if(onItemClickListener != null) onItemClickListener.onItemClick(model); } }); }</code></pre> <p>这里的逻辑就是，如果 xAdapter 的缓存栈中有 View 那么就直接从xAdapter中使用 xAdapter.removeFromCacheViews(model.getType()) 获取,当然可能没有这个 type 类型的弹幕缓存 View ,如果没有，就返回 null .如果缓存数组中没有View了，那么就使用 danmuView = xAdapter.getView(model,null); 让程序根据layout布局文件再生成一个View。</p> <p>addTypeView 的定义如下：</p> <pre> <code class="language-java">public void addTypeView(Model model,View child,boolean isReused) { super.addView(child); child.measure(0, 0); //把宽高拿到，宽高都是包含ItemDecorate的尺寸 int width = child.getMeasuredWidth(); int height = child.getMeasuredHeight(); //获取最佳行数 int bestLine = getBestLine(); child.layout(WIDTH, singleLineHeight * bestLine, WIDTH + width, singleLineHeight * bestLine + height); InnerEntity innerEntity = null; innerEntity = (InnerEntity) child.getTag(R.id.tag_inner_entity); if(!isReused || innerEntity==null){ innerEntity = new InnerEntity(); } innerEntity.model = model; innerEntity.bestLine = bestLine; child.setTag(R.id.tag_inner_entity,innerEntity); spanList.set(bestLine, child); }</code></pre> <p>首先使用 super.addView(child) 添加child,然后设置child的位置。然后将InnerEntity类型的变量绑定到View上面，InnerEntity类型：</p> <pre> <code class="language-java">class InnerEntity{ public int bestLine; public Model model; }</code></pre> <p>包含该 View 的所处行数和View中绑定的 Model 数据。考虑到用户可能会在 DanmuAdapter 中对 View 的 tag 进行设置，所以不能直接使用 setTag(Object object) 方法继续绑定 InnerEntity 类型的变量了，这里可以使用 setTag(int id,Object object) 方法，首先在 string.xml 文件中定义一个id： <item type="id" name="tag_inner_entity"></item> ，然后使用 child.setTag(R.id.tag_inner_entity,innerEntity); 则避免了和 setTag(Object object) 的冲突。</p> <p>启动的线程会自动的每隔4ms遍历一次，执行以下内容：</p> <pre> <code class="language-java">private class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { int count = 0; Message msg = null; while(true){ if(count < 7500){ count ++; } else{ count = 0; if(DanmuContainerView.this.getChildCount() < xAdapter.getCacheSize() / 2){ xAdapter.shrinkCacheSize(); System.gc(); } } if(DanmuContainerView.this.getChildCount() >= 0){ msg = new Message(); msg.what = 1; //移动view handler.sendMessage(msg); } try { Thread.sleep(4); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }</code></pre> <p>count 为计数器，每隔4ms计数一次，7500次后正好为30s，也就是30s检测一次弹幕，如果当前弹幕量小于缓存 View 数量的一半，就调用 shrinkCacheSize() 将 xAdapter 中的缓存数组长度减少一半。</p> <h2>4. Bitmap的回收</h2> <p>打开Android Monitors窗口，查看Memory，运行一段时间程序后，点击Initiate GC,手动回收可回收的内存垃圾，剩下的就是不可回收的内存了，点击Dump Java Heap按钮，等待一会会自动打开当前内存使用状态。我只关注Shallow Size,按照从大到小的顺序可以看到，byte[]占用了7,879,324个字节的内存，然后点开byte[]查看Instance，同样按照从到小的顺序，Shallow Size的前几名都是Bitmap，因此可能是Bitmap的内存回收没有做处理，的确，我在写测试案例时没有主要对bitmap的复用和回收，所以产生大量的内存泄露，简单起见，我引入Glide图片加载框架，使用Glide加载图片。</p> <h2>5.总结</h2> <p>以上工作做完了，狂点生成弹幕按钮，内存也不见飙升，基本维持在4-5M左右。可见，优化效果明显，由之前的几十M内存优化到4-5M。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/a13e52b26f30147a574e6b4fed1bac69.png"></p> <p>XDanmuku的第二个版本也就出来了。XDanmuku的V1.1版本，欢迎大家Star和提交Issues。</p> <p>XDanmuku的V1.1版本 项目地址： <a href="/misc/goto?guid=4959747611197783654" rel="nofollow,noindex">XDanmuku</a></p> <p>不知不觉，这篇文章写了三个多小时了，要是这篇文章对你有一点启发或帮助，您可以去我的博客打赏和关注我。</p> <p> </p> <h2> </h2> <p> </p> <p>来自：https://juejin.im/post/58f4de53da2f60005d3fe0e7</p> <p> </p>