Android 性能优化典范 - Profile GPU Rendering

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“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.

Profile GPU Rendering 现在仍然适合做现场快速判断：柱子高，说明某段 UI 路径有明显帧耗时。但它只能给出按阶段聚合后的屏上信号，不能还原 App 帧、SurfaceFlinger 合成、CPU 调度、Binder/I/O 和 GPU 等待之间的因果。今天的流程应是先用它发现“哪段操作不稳”，再抓 Perfetto/System Trace 看 Frame Timeline 和线程状态；如果要防回归，则用 Macrobenchmark FrameTimingMetric 固化这段操作，而不是靠肉眼观察柱状图。

这个工具在设置-开发者选项-Profile GPU rendering选项,打开后选择on screen as bars:

Profile GPU rendering

然后手机屏幕上就会出现三个颜色组成的小柱状图,以及一条绿线:

gpu工具

这个工具会在屏幕上显示经过分析后的图形数据,最底部的图显示的是Navigation的相关信息,最上面显示的是Notification的相关信息,中间的图显示的是当前应用程序的图.

使用GPU Profile工具

当你的应用程序在运行时,你会看到一排柱状图在屏幕上,从左到右动态地显示,每一个垂直的柱状图代表一帧的渲染,越长的垂直柱状图表示这一帧需要渲染的时间越长.随着需要渲染的帧数越来越多,他们会堆积在一起,这样你就可以观察到这段时间帧率的变化.

绿线

下图中的绿线代表16ms,要确保一秒内打到60fps,你需要确保这些帧的每一条线都在绿色的16ms标记线之下.任何时候你看到一个竖线超过了绿色的标记现,你就会看到你的动画有卡顿现象产生.

柱状图

每一条柱状图都由三种颜色组成: 蓝-红-黄. 这些线直接和Android的渲染流水线和他实际运行帧数的时间关联:

柱状图

蓝色代表测量绘制的时间,或者说它代表需要多长时间去创建和更新你的DisplayList.在Android中,一个视图在可以实际的进行渲染之前,它必须被转换成GPU所熟悉的格式,简单来说就是几条绘图命令,复杂点的可能是你的自定义的View嵌入了自定义的Path. 一旦完成,结果会作为一个DisplayList对象被系统送入缓存,蓝色就是记录了需要花费多长时间在屏幕上更新视图(说白了就是执行每一个View的onDraw方法,创建或者更新每一个View的Display List对象).

Draw Phase