Choreographer 是 Android 提供的一個(gè)工具類，專門用來協(xié)調(diào) UI 幀的渲染。你可以通過 Choreographer 來精確控制幀的繪制時(shí)機(jī)，以優(yōu)化幀率，確保應(yīng)用的流暢度。以下是如何使用 Choreographer 進(jìn)行幀率優(yōu)化的詳細(xì)步驟：

1. 理解 Choreographer 的基本概念

• Choreographer#doFrame() 回調(diào)：Choreographer 會(huì)在每次屏幕刷新時(shí)調(diào)用 doFrame()，你可以通過它在每個(gè) VSYNC 信號(hào)到達(dá)時(shí)執(zhí)行 UI 更新操作。它確保你的任務(wù)在幀間隔內(nèi)完成，從而防止掉幀。
• VSYNC 信號(hào)：手機(jī)屏幕以固定頻率刷新（通常是 60Hz，對(duì)應(yīng)每 16ms 刷新一次）。Choreographer 基于這個(gè)周期觸發(fā) doFrame() 回調(diào)。

使用 Choreographer 可以保證繪制任務(wù)在每次屏幕刷新時(shí)得到調(diào)用，避免不必要的重復(fù)繪制，從而達(dá)到幀率優(yōu)化的目的。

2. 如何使用 Choreographer 進(jìn)行幀率優(yōu)化

1. 設(shè)置 Choreographer.FrameCallback 回調(diào)

首先，你需要為 Choreographer 設(shè)置一個(gè) FrameCallback，并在每個(gè) VSYNC 信號(hào)到達(dá)時(shí)執(zhí)行自定義的 UI 更新邏輯。

Choreographer choreographer = Choreographer.getInstance();// 創(chuàng)建幀回調(diào)
Choreographer.FrameCallback frameCallback = new Choreographer.FrameCallback() {@Overridepublic void doFrame(long frameTimeNanos) {// 在這里執(zhí)行UI更新或動(dòng)畫邏輯updateUI();// 再次請(qǐng)求下一幀choreographer.postFrameCallback(this);}
};// 開始監(jiān)聽幀的回調(diào)
choreographer.postFrameCallback(frameCallback);

在 doFrame() 方法中，frameTimeNanos 參數(shù)表示當(dāng)前幀的時(shí)間戳，單位是納秒。

2. 執(zhí)行 UI 更新或動(dòng)畫

在 doFrame() 回調(diào)中執(zhí)行動(dòng)畫更新或者復(fù)雜的 UI 計(jì)算時(shí)，可以確保任務(wù)只在屏幕刷新時(shí)才運(yùn)行，這樣避免了過度渲染或無效的計(jì)算，從而節(jié)省 CPU 資源。例如：

private void updateUI() {// 更新視圖的位置或動(dòng)畫狀態(tài)imageView.setTranslationX(newXPosition);imageView.setTranslationY(newYPosition);// 請(qǐng)求重新繪制imageView.invalidate();
}

3. 確保幀率穩(wěn)定（每 16ms 執(zhí)行一次更新）

每次 VSYNC 信號(hào)間隔是 16ms (在 60Hz 刷新率的設(shè)備上)，你的任務(wù)應(yīng)該在這個(gè)時(shí)間內(nèi)完成。通過 Choreographer，你可以確保你的 UI 更新邏輯精確地同步到每個(gè)刷新周期，而不會(huì)頻繁或者延遲執(zhí)行。

3. 如何優(yōu)化掉幀問題

1. 減少主線程負(fù)載

主線程在每一幀（16ms）內(nèi)需要完成一系列任務(wù)（如測(cè)量、布局、繪制等）。如果任務(wù)超過 16ms 的時(shí)間限制，Choreographer 無法按時(shí)渲染新幀，就會(huì)導(dǎo)致掉幀問題。你可以采取以下措施來優(yōu)化幀率：

• 將耗時(shí)任務(wù)移到后臺(tái)線程：避免在 doFrame() 回調(diào)中執(zhí)行耗時(shí)的操作，例如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、數(shù)據(jù)庫操作或文件讀取。這些任務(wù)應(yīng)放在后臺(tái)線程中完成，然后通過 Handler 或 post() 方法將結(jié)果傳遞回主線程更新 UI。

new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// 耗時(shí)操作final String result = performHeavyTask();// 在主線程上更新UInew Handler(Looper.getMainLooper()).post(new Runnable() {@Overridepublic void run() {updateUIWithResult(result);}});}
}).start();

2. 優(yōu)化布局和繪制

• 減少布局嵌套：深層次嵌套的布局會(huì)導(dǎo)致更長的測(cè)量和布局時(shí)間。盡量使用扁平化的布局，減少嵌套視圖。

• 優(yōu)化繪制邏輯：如果你有自定義繪制邏輯，確保只繪制需要更新的部分。盡量避免在每幀中重新繪制整個(gè)視圖，使用 invalidate(Rect dirty) 僅重繪發(fā)生變化的區(qū)域。

3. 使用 View.postOnAnimation() 優(yōu)化動(dòng)畫

如果你在處理動(dòng)畫時(shí)手動(dòng)更新視圖位置，使用 View.postOnAnimation() 方法可以確保動(dòng)畫在屏幕刷新時(shí)執(zhí)行，而不是在每個(gè)循環(huán)中不斷請(qǐng)求重新繪制。

view.postOnAnimation(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// 更新動(dòng)畫狀態(tài)view.setTranslationX(newPositionX);// 再次請(qǐng)求下一幀view.postOnAnimation(this);}
});

postOnAnimation() 保證在每次屏幕刷新時(shí)執(zhí)行動(dòng)畫更新，而不是浪費(fèi) CPU 資源在無效的幀上。

4. 監(jiān)控幀率

在調(diào)試性能時(shí)，你可以通過 Android Profiler 或 Perfetto 來監(jiān)控應(yīng)用的幀率，并查看是否有掉幀或渲染性能問題。

• 使用 Android Studio 的 Frame Rendering Profiler 可以幫助你識(shí)別哪些幀超過了 16ms 的時(shí)間限制。
• Perfetto 能詳細(xì)展示 VSYNC 和幀的繪制時(shí)間，幫助你找出導(dǎo)致掉幀的原因。

總結(jié)

使用 Choreographer 進(jìn)行幀率優(yōu)化的核心思想是將 UI 更新同步到系統(tǒng)的屏幕刷新信號(hào)（VSYNC）上，從而避免無效的繪制和過度渲染，提升性能。關(guān)鍵優(yōu)化步驟包括：

• 使用 Choreographer 在 doFrame() 回調(diào)中執(zhí)行 UI 更新。
• 避免在主線程執(zhí)行耗時(shí)任務(wù)，將其移到后臺(tái)線程。
• 優(yōu)化布局和繪制邏輯，減少不必要的嵌套和重繪。
• 使用 postOnAnimation() 來確保動(dòng)畫與幀率同步。

通過這些優(yōu)化措施，可以大幅提升應(yīng)用的流暢度，減少掉幀情況。