系列文章目录：

1. Android性能优化典范综述
2. Android性能优化典范之Render Performance
3. Android性能优化典范之Understanding Overdraw
4. Android性能优化典范之Understanding VSYNC
5. Android性能优化典范之Profile GPU Rendering

“If you can measure it, you can optimize it” is a common term in the computing world, and for Android’s rendering system, the same thing holds true. In order to optimize your pipeline to be more efficient for rendering, you need a tool to give you feedback on where the current perf problems lie.

And in this video, +Colt McAnlis walks you through an on-device tool that’s built for this exact reason. “Profile GPU Rendering” will help you understand the stages of the rendering pipeline, and also get a chance to see what portions of it might be taking too long, and what you can do about it for your application.

GPU Profile工具

渲染性能问题往往是偷取你宝贵帧数的罪魁祸首,这种问题很容易产生,很容易出现,而且在一个非常方便的工具的帮助下,也非常容易去追踪. 使用Peofile GPU Rendering tool,你可以在手机上就可以看到究竟是什么导致你的应用程序出现卡顿,变慢的情况.

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1. Android性能优化典范综述
2. Android性能优化典范之Render Performance
3. Android性能优化典范之Understanding Overdraw
4. Android性能优化典范之Understanding VSYNC
5. Android性能优化典范之Profile GPU Rendering

Unbeknown to most developers, there’s a simple hardware design that defines everything about how fast your application can draw things to the screen.

You may have heard the term VSYNC - VSYNC stands for vertical synchronization and it’s an event that happens every time your screen starts to refresh the content it wants to show you.

Effectively, VSYNC is the product of two components Refresh Rate (how fast the hardware can refresh the screen), and Frames Per Second (how fast the GPU can draw images), and in this video +Colt McAnlis walks through each of these topics, and discusses where VSYNC (and the 16ms rendering barrier) comes from, and why it’s critical to understand if you want a silky smooth application.

基本概念

想要开发一个高性能的应用程序,首先你得了解他的硬件工作原理,那么最好的办法就是去使用它,应用程序运行速度的快慢,很容易被人误解为硬件进程的控制问题,然而这最主要的根源在于渲染性能.如果你想要提高你应用程序的渲染性能,你就必须知道什么是VSYNC.

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1. Android性能优化典范综述
2. Android性能优化典范之Render Performance
3. Android性能优化典范之Understanding Overdraw
4. Android性能优化典范之Understanding VSYNC
5. Android性能优化典范之Profile GPU Rendering

One of the most problematic performance problems on Android is the easiest to create; thankfully, it’s also easy to fix.

OVERDRAW is a term used to describe how many times a pixel has been re-drawn in a single frame of rendering. It’s a troublesome issue, because in most cases, pixels that are overdrawn do not end up contributing to the final rendered image. As such, it amounts to wasted work for your GPU and CPU.

Fixing overdraw has everything to do with using the available on-device tools, like Show GPU Overdraw, and then adjusting your view hierarchy in order to reduce areas where it may be occurring.

OverDraw概念

视频开头作者举了一个例子，说如果你是一个粉刷匠，你应该会知道，给墙壁粉刷是一件工作量非常大的工作，而且如果你需要重新粉刷一遍的话(比如对颜色不满意),那么第一次的粉刷就白干了. 同样的道理,如果你的应用程序中出现了过度绘制问题,那么你之前所做的事情也就白费了.如果你想兼顾高性能和完美的设计,那么你的程序可能会出现一个性能问题:OverDraw!

OverDraw是一个术语, 它表示某些组件在屏幕上的一个像素点的绘制超过1次.如下面的图所示,我们有一堆重叠的卡片,被用户激活的卡片在最上面,而那些没有激活的卡片在下面,这意味着我们画大力气绘制的那些卡片,基本都是不可见的.问题就在于次,我们像素渲染的并不全是用户最后能看打的部分, 这是在浪费GPU的时间!

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1. Android性能优化典范综述
2. Android性能优化典范之Render Performance
3. Android性能优化典范之Understanding Overdraw
4. Android性能优化典范之Understanding VSYNC
5. Android性能优化典范之Profile GPU Rendering

Rendering performance is all about how fast you can draw your activity, and get it updated on the screen. Success here means your users feeling like your application is smooth and responsive, which means that you’ve got to get all your logic completed, and all your rendering done in 16ms or less, each and every frame. But that might be a bit more difficult than you think.

In this video, +Colt McAnlis takes a look at what “rendering performance” means to developers, alongside some of the most common pitfalls that are ran into; and let’s not forget the important stuff: the tools that help you track down, and fix these issues before they become large problems.

Android渲染知识

当你觉得自己开发了一个改变世界的应用的时候，你的用户可能并不会这么认为，他们认为你的应用又慢又卡，达不到他们所期望的那种顺滑，更谈不上改变这该死的世界了，回收站走你！等等！明明我这个应用在我的Nexus5上非常顺滑啊？你咋能说又慢又卡呢？如果你对Android的碎片化有一定了解的话，你就应该知道，很多低配置的手机并不像Nexus5那样有强大的处理器和GPU，以及没有被怎么污染的原生系统。

如果有大量的用户投诉说你的应用又卡又慢的时候，不要总是抱怨用户的低端手机，有时候问题就出在你的应用本身，也就意味着你的Android存在比较严重的渲染性能问题。只有真正了解问题发生的根源，才能有效的解决问题。所以了解Android渲染相关的知识，是一个Android开发者必不可少的知识。

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1. Android性能优化典范综述
2. Android性能优化典范之Render Performance
3. Android性能优化典范之Understanding Overdraw
4. Android性能优化典范之Understanding VSYNC
5. Android性能优化典范之Profile GPU Rendering

2015年1月6日，Google官方发布了一系列关于Android性能优化的小视频，将其命名为Android Performance Patterns，这一些列视频放在YouTube上，观看的话需要科学地上网。

现在回看这组视频，需要把“渲染机制”和“工具入口”分开理解。16ms 帧预算、过度绘制、VSYNC、主线程/渲染线程协作这些机制仍然是图形性能的基础；但当年配套使用的 Hierarchy Viewer、TraceView、Android Device Monitor、Google+ 社群已经不是今天的主线。现在应该用 Layout Inspector/Compose Layout Inspector 看 View 或 Compose 层级，用 Profile GPU Rendering 和 Debug GPU Overdraw 做快速可视化，用 Perfetto Frame Timeline/System Trace 看真实帧生命周期、SurfaceFlinger、CPU 调度和 Binder 关系，用 Macrobenchmark FrameTimingMetric 把滑动/页面切换场景固化成可回归测试。

官方简介：

Android Performance Patterns is a collection of videos focused entirely on helping developers write faster, more performant Android Applications. On one side, it’s about peeling back the layers of the Android System, and exposing how things are working under the hood. On the other side, it’s about teaching you how the tools work, and what to look for in order to extract the right perf out of your app.
But at the end of the day, Android Performance Patterns is all giving you the right resources, at the right time to help make the fastest, smoothest, most awesome experience for your users. And that’s the whole point, right?

总之就是一系列讲解Android性能相关的视频。这些小视频的时间非常短，在3-5分钟之内，主讲人的英文语速也非常快，初期这些视频没有翻译的时候，着实考验了一把听力。好消息是现在这些视频已经都有中英文字幕了。

这些视频的时间虽然很短，但是信息量却非常大，有些他一句话带过的内容，我们却需要花费很多的时间去研究他的原理，或者研究一个调试工具如何使用。也就是说，这一系列视频并没有真正教你如何去优化你的应用，而是告诉你关于Android性能优化你需要知道的知识，这样你去优化你的Android应用的时候，知道该用什么工具，该采取什么样的步骤，需要达到什么样的目标。

本文是 MAT 工具使用系列的第二篇，这个系列共三篇，详细介绍了如何使用 MAT 来分析内存问题，既可以是 Java 应用的内存问题，也可以是 Android 应用的内存问题：

1. Android 内存优化之一：MAT 使用入门
2. Android内存优化之二：MAT使用进阶
3. Android内存优化之三：打开MAT中的Bitmap原图

本文介绍的是从 MAT 里手工还原 Bitmap 原图的旧排查技巧，适合在离线 heap 里确认“到底是哪张图”被错误持有。现在排查图片内存问题时，第一步通常不是直接打开 MAT，而是先用 Android Studio Memory Profiler 的 heap dump/retained size/reference 视图确认 Bitmap、BitmapDrawable 或图片缓存的持有链；如果问题涉及 Native Bitmap、纹理、图片库缓存或系统内存压力，还需要结合 dumpsys meminfo、Perfetto/native heap profiling、图片库自身缓存统计一起判断。MAT 仍然可以作为最后的离线取证工具，而不是默认入口。

在使用MAT查看应用程序内存使用情况的时候,我们经常会碰到Bitmap对象以及BitmapDrawable$BitmapState对象,而且在内存使用上,Bitmap所占用的内存占大多数.在这样的情况下, Bitmap所造成的内存泄露尤其严重, 需要及时发现并且及时处理.在这样的需求下, 当我们在MAT中发现和图片相关的内存泄露的时候, 如果能知道是那一张图片,对分析问题会有很大的帮助.

本文就介绍如何将MAT中的Bitmap数组对象还原成一张图片。

本文是 MAT 工具使用系列的第二篇，这个系列共三篇，详细介绍了如何使用 MAT 来分析内存问题，既可以是 Java 应用的内存问题，也可以是 Android 应用的内存问题：

1. Android 内存优化之一：MAT 使用入门
2. Android内存优化之二：MAT使用进阶
3. Android内存优化之三：打开MAT中的Bitmap原图

本文的 Histogram、Dominator Tree、Thread 信息仍然是 heap 分析的核心方法，但抓取和第一轮分析入口应换成现在的工具链：先用 Android Studio Memory Profiler 捕获 heap dump，必要时在关键点调用 Debug.dumpHprofData()，再用 Profiler 的 retained size、reference 和 Activity/Fragment leak 过滤做初筛；如果要离线做大文件分析，再导出 .hprof 并按需用 hprof-conv 转给 MAT。对于线上或自动化场景，LeakCanary 更适合做泄漏发现，dumpsys meminfo/Perfetto/native allocation recording 更适合补齐 Java heap 之外的内存证据。

Java的内存泄露的特点

• Java中的内存泄露主要特征：可达，无用
• 无用指的是创建了但是不再使用之后没有释放
• 能重用但是却创建了新的对象进行处理

MAT使用技巧进阶

使用Android Studio Dump内存文件

Android Studio的最新版本可以直接获取hprof文件：

本文是 MAT 工具使用系列的第一篇，这个系列共三篇，详细介绍了如何使用 MAT 来分析内存问题，既可以是 Java 应用的内存问题，也可以是 Android 应用的内存问题：

1. Android 内存优化(1) - MAT 使用入门
2. Android 内存优化(2) - MAT使用进阶
3. Android 内存优化(3) - 打开MAT中的Bitmap原图

这组文章里的 MAT 技巧仍然适合学习 Java heap、Dominator Tree、Retained Size、引用链这些基础概念，但默认抓取流程已经变了。早期流程是 Eclipse/DDMS 导出 Android HPROF，再用 hprof-conv 转成 MAT 能读的格式；现在应优先在 Android Studio Memory Profiler 里直接 Capture heap dump，先用 Android Studio 的 class/package、retained size、reference 视图定位，再在需要离线处理大 HPROF 或做更复杂 Dominator Tree 分析时导出给 MAT。泄漏检测优先接入 LeakCanary，系统/Native 内存问题则要结合 dumpsys meminfo、Android Studio native allocation recording 或 Perfetto native heap profiling，而不是只看 MAT。

MAT简介

MAT介绍

MAT(Memory Analyzer Tool)，一个基于 Eclipse 的内存分析工具，是一个快速、功能丰富的JAVA heap分析工具，它可以帮助我们查找内存泄漏和减少内存消耗。使用内存分析工具从众多的对象中进行分析，快速的计算出在内存中对象的占用大小，看看是谁阻止了垃圾收集器的回收工作，并可以通过报表直观的查看到可能造成这种结果的对象。

当然MAT也有独立的不依赖Eclipse的版本，只不过这个版本在调试Android内存的时候，需要将DDMS生成的文件进行转换，才可以在独立版本的MAT上打开。不过Android SDK中已经提供了这个Tools，所以使用起来也是很方便的。

前言

本文是一篇译文，原文Android Performance Case Study Follow-up的作者是大名鼎鼎的Romain Guy。本文讲述了Android性能优化的一些技巧、方法和工具。

译文正文

两年前，我发表了一篇名为Android Performance Case Study 的文章，来帮助Android开发者了解需要使用什么工具和技术手段来确定、追踪和优化性能问题。

那篇文章以一个Twitter客户端 Falcon Pro为典范，其开发人员为 Joaquim Vergès. Joaquim人不错，他允许我在我的文章中使用它的程序作为例子，并且快速处理了我发现的所有问题。一切都OK，直到Joaquim 从头开始开发Falcon Pro 3，前不久在他准备发布它的新应用的时候，他联系了我，因为他有一个和滚动相关的性能问题需要我来帮助他，这一次我依然没有源代码可以参考。

本文是一篇译文,这篇是这个系列的第五篇.讲述的是Android开发中遇到的一些好用的小技巧,或者一些实用的API,很多人都知道,但也有人不知道,记录下来,如果能帮助到大家,也是极好的.由于不是严格的博文,所以翻译也不那么严格,有些工具和类我也会经常用,所以我会根据自己的想法去写.有些地方坐在并没有将这个工具的作用讲出来,我会补充上去.

第五篇里 SDK “以为没有其实有”的功能比较多：ViewDragHelper 帮你做自定义拖拽容器、PopupWindow 实现非 Activity 的临时浮层、ThumbnailUtils 直接生成图片或视频缩略图、ActivityOptions 自定义 Activity 跳转动画与 launch display；性能向的有 SparseArray 替代 HashMap<Integer, *>、SQLiteDatabase.yieldIfContendedSafely 在大事务里给其他线程让路；偏维护性的有 PackageManager.setComponentEnabledSetting 动态开关组件、Context.createConfigurationContext 拿到指定配置下的资源、View.generateViewId 避免 id 冲突。

本文是一篇译文,这篇是这个系列的第四篇.讲述的是Android开发中遇到的一些好用的小技巧,或者一些实用的API,很多人都知道,但也有人不知道,记录下来,如果能帮助到大家,也是极好的.由于不是严格的博文,所以翻译也不那么严格,有些工具和类我也会经常用,所以我会根据自己的想法去写.有些地方坐在并没有将这个工具的作用讲出来,我会补充上去.

第四篇集中讲两类东西：一类是被 XML 属性藏起来的特性，android:weightSum、android:duplicateParentState、android:clipChildren、android:fillViewport、android:tileMode、android:scaleType 这些点一上手就能直接省一段自定义 View 的代码；另一类是 SDK 里靠搜文档才能发现的工具，Activity.isChangingConfigurations 区分配置变化导致的销毁、ViewTreeObserver 监听布局节点变化、DatabaseUtils 处理 Cursor 与 ContentValues、AtomicFile 保证文件读写原子性、Layout 里的 <merge> 节省层级。

本文是一篇译文,这篇是这个系列的第三篇.讲述的是Android开发中遇到的一些好用的小技巧,或者一些实用的API,很多人都知道,但也有人不知道,记录下来,如果能帮助到大家,也是极好的.由于不是严格的博文,所以翻译也不那么严格,有些工具和类我也会经常用,所以我会根据自己的想法去写.有些地方坐在并没有将这个工具的作用讲出来,我会补充上去.

第三篇的关键词是”原本写过却懒得查文档的事情”：UrlQuerySanitizer 替你解析 query 参数、PhoneNumberUtils.formatNumber 帮你按区域格式化电话号码、LocalBroadcastManager 让进程内广播省去权限和跨进程开销；Fragment 相关有 setArguments 与 DialogFragment.setShowsDialog 这种容易忽略的设计点；调试侧有 Application.registerActivityLifecycleCallbacks 监听全局生命周期、BroadcastReceiver.setDebugUnregister 排查泄漏、Activity.recreate 切换配置时快速验证。

接前一篇文章使用Android Studio查看Android Lollipop源码, 我们知道,仅仅看代码,提高是比较有限的,而且理解起来也比较肤浅,往往过目就忘. 而自己写过的代码,往往会印象比较深刻,在写的时候也会比较容易理解流程. 所以我们在看代码的同时, 如果能修改代码, 在手机上跑起来并看到修改的效果,这无疑会加快看代码的效率和积极性. 所以这篇文章,就讲解一下如何自己编译AndroidL的源码,并且在Nexus5上跑起来. 至于为何需要自己编译固件,而不是直接安装Google给出的工厂固件?原因是Google给出的工厂固件是User版本,是没法随心所欲Push东西进去的. 所以我们需要编译自己的Userdebug版本.

本文假设你已经下载了AndroidL的源码,并且有一台Nexus5手机(手机系统开发人员必备), 如果你还没有AndroidL的源码,或者你有源码但是没有配置编译的环境,那么 Initializing a Build Environment 和Downloading the Source这两篇文章你应该先去看一下。如果访问官方文档或下载源码不顺畅，需要先处理网络与源码获取环境。这后面的教程Google官网也有教程.所以我只针对Nexus5进行讲解.

另外你需要知道AOSP,AOSP即Android Open Source Project 汉语意思是：谷歌开放源代码项目.我们通过Google官方下载的源代码,就是AOSP的代码, 其中是不包含Google开发的那些个应用的,各个厂商拿到的也是这个版本,在这个版本的基础上进行修改. 而Google发布的工厂固件则是包含全套Google服务的. 厂商如果想安装Google服务,就需要过Google的那一套认证,比较麻烦,而且价格不菲,鉴于Google在国内的尴尬地位,国内很多厂商都没有过这个认证.

这篇是 2015 年的 Systrace 工具介绍，里面提到的 Eclipse、Device Monitor、sdk/tools/systrace、User 版本不能抓 Trace 等流程，已经不适合作为今天的默认操作路径。旧文章保留的是 Systrace 的基本概念：它为什么能把 SurfaceFlinger、WindowManager、View、CPU 调度等系统行为放到一张时间线上。今天真正抓取和分析 Trace，应优先看 Android Perfetto 系列目录。

现在的工具流程可以直接按下面理解：

本文是Android性能优化工具系列的第一篇，这个系列主要介绍Android性能优化过程中会使用到的一些工具，以及如何用这些工具来发现问题和解决问题。在性能优化方面，Android有不少性能工具供大家来使用，按照我们一贯地 “发现问题-解决问题”的思路来看，发现问题才是最主要的，一上来就想着如何去解决问题，反而会事倍功半。

这一篇先来简单介绍一下Systrace这个工具。

Systrace简单介绍

Systrace是Android4.1中新增的性能数据采样和分析工具。它可帮助开发者收集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，从而帮助开发者更直观的分析系统瓶颈，改进性能。

Systrace的功能包括跟踪系统的I/O操作、内核工作队列、CPU负载以及Android各个子系统的运行状况等。在Android平台中，它主要由3部分组成：

• 内核部分：Systrace利用了Linux Kernel中的ftrace功能。所以，如果要使用Systrace的话，必须开启kernel中和ftrace相关的模块。
• 数据采集部分：Android定义了一个Trace类。应用程序可利用该类把统计信息输出给ftrace。同时，Android还有一个atrace程序，它可以从ftrace中读取统计信息然后交给数据分析工具来处理。
• 数据分析工具：Android提供一个systrace.py（python脚本文件，位于Android SDK目录/tools/systrace中，其内部将调用atrace程序）用来配置数据采集的方式（如采集数据的标签、输出文件名等）和收集ftrace统计数据并生成一个结果网页文件供用户查看。 从实现关系看，Systrace是对Linux Kernel中ftrace的封装。应用进程需要利用Android提供的Trace类来使用Systrace.
  关于Systrace的官方介绍和使用可以看这里：Systrace

Android Studio

作为Google的亲儿子,Nexus手机系列所收到的待遇大家有目共睹.Android5.0出来之后,Nexus5第一时间就升级到了最新的系统.那么作为Google亲儿子的Android Studio同样备受Google的重视,我也是第一时间从Eclipse转投到了Android Studio的怀抱中,从最初的测试版本一路升级到现在的1.0正式版本(今天发布了1.1,果断已经升级了).