一、Android渲染机制
（一）两个重要概念
屏幕刷新率：1秒内屏幕刷新次数，取决于硬件性能参数。
帧率：CPU、GPU在1秒内绘制的帧数。
（二）为什么是60fps?
目前移动设备上一般使用60HZ的屏幕刷新率，系统为了配合60HZ的刷新频率，把帧率也定为60fps，所以Android的渲染机制是16.67ms绘制一次。
两者最好保持一致，如果屏幕刷新率是 75 hz，帧率是 60 fps，每秒软件渲染60次，你刷新 75 次，是没有啥效果的，除了重复帧率费电；同样，如果你屏幕刷新率是 30 hz，软件是 60 fps，那么软件每秒绘制的60次有一半是没有显示就被抛弃了的。
（三）黄油计划
谷歌为解决滑动不流畅问题引入黄油计划。黄油计划包含三个核心元素：VSYNC、Triple Buffer和Choreographer。
1. VSYNC的作用：VSync是Vertical Synchronization垂直同步)的缩写，是一种在PC上很早就广泛使用的技术，可以简单的把它认为是一种定时中断。在接收到VSYNC信号后CPU立刻开始绘制下一帧内容。
2. Choreographer的作用：接收系统的VSYNC信号，统一管理应用的输入、动画和绘制等任务的执行时机。
3. Triple Buffer的作用：系统使用3个缓冲区用于显示工作。
正常情况下双缓冲区系统运行情况：
帧率低于屏幕刷新率的情况：
引入Triple Buffer后的情况：
（四）CPU、GPU、SurfaceFlinger
GPU由来：CPU的任务繁多，做逻辑计算，还要做内存管理、显示操作，因此在实际运算(浮点运算)的时候性能会大打折扣，在没有GPU的时代，不能显示复杂的图形，其运算速度远跟不上今天复杂三维游戏的要求。即使CPU的工作频率超过2GHZ或更高，对它绘制图形提高也不大。这时GPU的设计就出来了。
- CPU：中央处理器，它集成了运算、缓冲、控制等单元，包括绘图功能。CPU将对象处理为多维图形，纹理（Bitmaps、Drawables等都是一起打包到统一的纹理）。
- GPU：一个类似于CPU的专门用来处理Graphics的处理器，作用用来帮助加快栅格化操作（将向量图形格式表示的图像转换成位图以用于显示器，即把button、textview等组件拆分到不同的像素上进行显示。这是一个很费时的操作，GPU的引入就是为了加快栅格化的操作）。当然也有相应的缓存数据（例如缓存已经光栅化过的bitmap等）机制。
- OpenGL ES：2D和3D图形应用程序接口API。
- Display List：Android需要把XML布局文件转换成GPU能够识别并绘制的对象，DisplayList持有所有将要交给GPU绘制到屏幕上的数据信息。
-
SurfaceFlinger：接受来自多个来源的数据缓冲区，对它们进行合成，然后发送到显示设备
Android系统的绘制原理
Android中每个界面都是大大小小的View组成，对于应用里的每个view都会经过：measure，layout，draw。然后就由主线程传给CPU进行计算纹理，再通过OpenGL ES接口调用GPU进行栅格化处理，再通过跨进程通信机制把需要显示的数据传到SurfaceFlinger，通过它将栅格化的信息交给硬件合成器合成后输出到显示屏。
二、UI检测工具
Layout Inspector：视图层次结构分析
Show GPU Overrdraw：用于检测过渡绘制
Profile GPU Rendering：用于检查界面的渲染性能
三、优化方案
主线程避免做耗时操作，否则CPU的绘制工作可能会被delay。
1、合理选择父容器
LinearLayout易用，效率高，表达能力有限。RelativeLayout复杂，表达能力强，效率稍逊。对于同一界面而言，是使用尽量少的、表达能力强的RelativeLayout作为容器，还是选择多个、表达能力稍弱的LinearLayout来展示。从减少overdraw的角度来看，LinearLayout会增加控件数的层级，自然是RelativeLayout更优，但是当某一界面在使用LinearLayout并不会比RelativeLayout带来更多的控件数和控件层级时，LinearLayout则是首选。应根据实际情况来选择合适容器控件，在保证性能的同时，尽量避免overdraw。
2、去掉不必要的背景
如window的默认背景、外层Layout设置一个背景，子View再设置一个背景，RecyclerView设置一个背景，子Item再设置一个背景等情况。
3、ClipRect & QuickReject
为了解决Overdraw的问题，Android系统会通过避免绘制那些完全不可见的组件来尽量减少消耗。但对于自定义View(通常重写了onDraw方法)，Android系统无法检测在onDraw里面具体会执行什么操作，系统无法监控并自动优化，也就无法避免Overdraw。可以通过canvas.clipRect()来帮助系统识别那些可见的区域。
4、ViewStub
对于运行时动态根据条件来决定显示哪个View或布局这种需求，常用做法是把View都写在上面，先把它们的可见性都设为View.GONE，然后在代码中动态的更改它的可见性。但是在Inflate布局的时候View仍然会被Inflate，也就是说仍然会创建对象，会被实例化，会被设置属性。此时可以选择ViewStub，在Inflate布局的时候，只有ViewStub会被初始化，然后当ViewStub被设置为可见的时候，或是调用了ViewStub.inflate()的时候，ViewStub所向的布局才会被Inflate和实例化。
5、Merge
作用：减少View层级
示例：
不使用Merge的布局层级：
<FrameLayout>
<include layout="@layout/layout2"/>
</FrameLayout>
<FrameLayout>
<TextView />
</FrameLayout>
<FrameLayout>
<FrameLayout>
<TextView />
</FrameLayout>
</FrameLayout>
使用Merge的布局层级：
<FrameLayout>
<include layout="@layout/layout2"/>
</FrameLayout>
<merge>
<TextView />
</merge>
<FrameLayout>
<TextView />
注意点：
- merge必须放在布局文件的根节点上。
- 因为merge标签并不是View，所以在通过LayoutInflate.inflate方法渲染的时候， 第二个参数必须指定一个父容器，且第三个参数必须为true，也就是必须为merge下的视图指定一个父亲节点。
6、draw9Path
经常会遇到给ImageView设置一张背景图的需求，这时两层drawable的重叠区域是绘制了两次的。这时可以将背景制作成draw9path，并将和前景重叠的部分设置为透明，由于Android的2D渲染器会优化draw9patch中的透明区域，从而优化了这次overdraw。