Android development layout optimization

In the development process, we often talk about performance optimization, but performance optimization is a relatively broad concept. Performance optimization in Android development may include: Java code optimization, algorithm optimization, SQLite optimization, layout optimization, etc. So this blog will summarize and share the layout optimization in Android development.

Layout principle

In the Android UI layout process, by following some idiomatic and effective layout principles, we can create an efficient and highly reusable UI, which generally includes the following points:

• Try to use RelativeLayout and LinearLayout as much as possible. Don't use AbsoluteLayout. In the case of the same layout level, it is recommended to use LinearLayout instead of RelativeLayout, because LinearLayout performance is a little higher, but RelativeLayout can easily realize the layout that can be realized by nesting LinearLayout.

• Extract reusable components and use them through include tags;

• Use ViewStub tags to load some uncommon layouts;

• Use the merge tag to reduce the nesting level of the layout;

RelativeLayout VS LinearLayout

The first principle says that LinearLayout is better than RelativeLayout when the layout level is the same, but often RelativeLayout can simply implement the layout that can be achieved by nesting LinearLayout. If you need to implement the following layout:

Use LinearLayout to implement the xml code as follows:

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="?android:attr/listPreferredItemHeight"
    android:padding="6dip">
    
    <ImageView
        android:id="@+id/icon"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="fill_parent"
        android:layout_marginRight="6dip"
        android:src="@drawable/icon" />

    <LinearLayout
        android:orientation="vertical"
        android:layout_width="0dip"
        android:layout_weight="1"
        android:layout_height="fill_parent">

        <TextView
            android:layout_width="fill_parent"
            android:layout_height="0dip"
            android:layout_weight="1"
            android:gravity="center_vertical"
            android:text="My Application" />
            
        <TextView  
            android:layout_width="fill_parent"
            android:layout_height="0dip"
            android:layout_weight="1" 
            android:singleLine="true"
            android:ellipsize="marquee"
            android:text="Simple application that shows how to use RelativeLayout" />
            
    </LinearLayout>

</LinearLayout>

The implementation code with RelativeLayout is as follows:

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="?android:attr/listPreferredItemHeight"
    android:padding="6dip">
    
    <ImageView
        android:id="@+id/icon"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="fill_parent"
        android:layout_alignParentTop="true"
        android:layout_alignParentBottom="true"
        android:layout_marginRight="6dip"
        android:src="@drawable/icon" />

    <TextView  
        android:id="@+id/secondLine"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="26dip" 
        android:layout_toRightOf="@id/icon"
        android:layout_alignParentBottom="true"
        android:layout_alignParentRight="true"
        android:singleLine="true"
        android:ellipsize="marquee"
        android:text="Simple application that shows how to use RelativeLayout" />

    <TextView
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_toRightOf="@id/icon"
        android:layout_alignParentRight="true"
        android:layout_alignParentTop="true"
        android:layout_above="@id/secondLine"
        android:layout_alignWithParentIfMissing="true"
        android:gravity="center_vertical"
        android:text="My Application" />

</RelativeLayout>

It can be seen that when implemented with RelativeLayout, the layout level is obviously less, so it is recommended to use RelativeLayout most of the time.

View layout hierarchy

如何查看布局层次呢？有两种办法：一是通过手机的开发者选项，4.0及以上Android版本可通过设置->开发者选项->显示布局边界打开页面布局显示，看看是否有不必要的节点和嵌套。第二种就是利用SDK自带的UI性能检测工具HierarchyViewer。 进入sdk目录下的tools文件夹下，找到HierarchyViewer并运行（此时保持你的模拟器或真机正在运行需要进行分析的App），双击我们正在显示的这个App所代表的进程。接下来便会进入hierarchyviewer的界面，我们可以在这里很清晰看到正在运行的UI的布局层次结构以及它们之间的关系。大概的显示如下图：

通过布局图我们可以看到根节点DecorView下包含一个LinearLayout， 这个LinearLayout就是包含Activity布局和状态栏的整个屏幕显示的布局父节点，这个LinearLayout有两个子节点， 一个是FrameLayout, FrameLayout就是Activity布局中默认的父布局节点, 这个节点下面就包含了我们自己写的xml布局， 还有一个子节点就是ViewStub，关于这个节点我们在后面会详细介绍。

< include />的使用

在实际开发中，我们经常会遇到一些共用的UI组件，比如带返回按钮的导航栏，如果为每一个xml文件都设置这部分布局，一是重复的工作量大，二是如果有变更，那么每一个xml文件都得修改。还好，Android为我们提供了include标签，顾名思义，通过它，我们可以将这些共用的组件抽取出来单独放到一个xml文件中，然后使用include标签导入共用布局，这样，前面提到的两个问题都解决了。下面以在一个布局main.xml中用include引入另一个布局header.xml为例。

header.xml文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent" >

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_40"
        android:layout_above="@id/text"/>

    <TextView
        android:id="@+id/text"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_40"
        android:layout_alignParentBottom="true"
        android:text="@string/app_name" />

</RelativeLayout>

然后我们在需要引入footer的布局xml中通过include导入这个共用布局。

main.xml文件

<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <TextView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="hello world" />

    <RelativeLayout 
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_gravity="center" >

        <include layout="@layout/header" />

    </RelativeLayout>
</FrameLayout>

通过这种方式，我们既能提高UI的制作和复用效率，也能保证制作的UI布局更加规整和易维护。

< merge />的使用

merge标签的作用是合并UI布局，使用该标签能降低UI布局的嵌套层次。merge标签可用于两种典型情况：

• 布局根结点是FrameLayout且不需要设置background或padding等属性，可以用merge代替，因为Activity内容布局的parent view就是个FrameLayout，所以可以用merge消除只剩一个，这一点可以从上图中看到。

• 某布局作为子布局被其他布局include时，使用merge当作该布局的顶节点，这样在被引入时顶结点会自动被忽略，而将其子节点全部合并到主布局中。

以第一种情况为例，main.xml布局就可以优化如下：

<merge xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <FrameLayout 
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent">

        <TextView
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="hello world" />

        <RelativeLayout 
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent"
            android:layout_gravity="center" >

            <include layout="@layout/header" />

        </RelativeLayout>
    </FrameLayout>
</merge>

以第二种情况为例，header.xml布局可以优化如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<merge xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent" >
 
    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_40"
        android:layout_above="@id/text"/>
 
    <TextView
        android:id="@+id/text"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="@dimen/dp_40"
        android:layout_alignParentBottom="true"
        android:text="@string/app_name" />
 
</merge>

这样就不会有多余的FrameLayout和RelativeLayout节点了。

ViewStub标签

viewstub标签同include标签一样可以用来引入一个外部布局，不同的是，viewstub引入的布局默认不会扩张，即既不会占用显示也不会占用位置，从而在解析layout时节省cpu和内存。 viewstub常用来引入那些默认不会显示，只在特殊情况下显示的布局，如进度布局、网络失败显示的刷新布局、信息出错出现的提示布局等。

我们新建一个xml文件用来显示一个网络错误时提示信息error.xml：

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content" >

   <TextView
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:background="@android:color/white"
        android:padding="10dip"
        android:text="Message"
        android:textColor="@android:color/black" />

</RelativeLayout>

然后在main.xml里面加入ViewStub的标签引入上面的布局：

<merge xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:background="@android:color/darker_gray"
    android:layout_height="match_parent" >

    ...

    <ViewStub
        android:id="@+id/error_layout"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_gravity="center"
        android:layout="@layout/error" />

</merge>

在java中通过(ViewStub)findViewById(id)找到ViewStub，通过stub.inflate()展开ViewStub，然后得到子View，如下：

private View errorView;
 
private void showError() {
     
     
    // not repeated infalte
    if (errorView != null) {
     
     
        errorView.setVisibility(View.VISIBLE);
        return;
    }
 
    ViewStub stub = (ViewStub)findViewById(R.id.error_layout);
    errorView = stub.inflate();
}
 
private void showContent() {
     
     
    if (errorView != null) {
     
     
        errorView.setVisibility(View.GONE);
    }
}

在上面showError()中展开了ViewStub，同时我们对errorView进行了保存，这样下次不用继续inflate。

总结

这篇Blog没有详细介绍HierarchyViewer工具的使用，相信如果对布局原则比较熟练之后，对工具的依赖大大减少，开发效率也会大大的提升。除这些布局原则之外，还需要大家对Android各个组件的属性很熟悉，比如如果要做这么一个布局， 一个图片和一个文本的布局，新手们往往会用一个Layout嵌套ImageView和TextView来做， 但是当我们知道TextView有drawableLeft, drawableRight等属性时，那么实现这样的一个布局是非常快速高效的。总之，且学且实践！