基于XDanmuku的Android性能优化实战-白红宇

V1.0版本于4天前首发与我的,发布后大家的支持让我喜出望外，截止本文发稿，掘金上喜欢数为259，Github上的Star数为151。很惭愧，就做了这么一点微小的工作。

不过，好景不长，在发布不久后Github上提交了一个题为的Issue.当时我并没有很重视，以为是我程序中线程睡眠时间有点长导致的。然后amszsthl也在该Issue下评论

弹幕滚动的时候一卡一卡的。

这是我才开始认真思考，这不是偶然事件，应该是程序出问题了。

现在开始查找卡顿原因，以优化优化性能。

首先设置测试条件，之前我的测试条件是点击按钮，每点击一次就生成一个弹幕，可能是没有测试时间不够长，没有达到性能瓶颈，所以显示挺正常的，现在将增加更为严格的测试条件：每次点击按钮生成10条弹幕。

1. 未做任何优化之前

在未做任何优化时，每点击按钮一次，就生成10个弹幕，点了生成新的弹幕按钮大概10次左右，界面直接卡死。

打开Android Monitor窗口，切换到Monitors选项卡，查看Memory（AS默认显示的第一个为CPU，Memory在CPU上面，所以要滑动下滚轮才能看到）。内存直接飙升到12.62M,而且还在逐渐增加。

2. 减少线程数

我之前的思路是这样的，根据弹幕的模型构造不同View，并对每一个View开启一个线程控制它的坐标向左移动。细心的读者可能会发现：

Q: 为什么不直接使用Android 动画来实现View的移动呢？

A: Android中的动画本质上移动的不是原来的View，而是对View的影像进行移动，所以View的触摸事件都在原来的位置，这样就无法实现弹幕点击事件了。

每一个View都开启一个单独的线程控制其移动，实在是太占用内存了，想想我连续点击10次按钮，生成100个弹幕，相当于一瞬间有100个线程启动，并且每个线程都在间隔10ms轮询控制各自的坐标。

优化建议：使用一个线程控制所有的View的移动，由线程每个4ms发出一个Message,Handler接收到Message后对当前ViewGroup的所有chlid进行移动。在Handler中对view进行检测，如果view的右边界已经超出了屏幕范围，则把view从这个ViewGroup中移除。

Handler handler = new Handler() {    @Override    public void handleMessage(Message msg) {        super.handleMessage(msg);        if (msg.what == 1) {            for(int i=0;i
    
     = 0)                    view.offsetLeftAndRight((int)(0 - speed));                else{                    //添加到缓存中                    ...                    DanmuContainerView.this.removeView(view);                }            }        }    }};复制代码

3. 增加缓存功能

在掘金上下与的交流讨论中，得知缓存功能十分必要。

kaient :
我自己写的弹幕方法是：定义一个 View 或者 surfacview 做容器，弹幕就是 bitmap，这个 Bitmap 做成缓存，当划过屏幕后就放到缓存里，给下一个弹幕用。开三个线程，一个子线程负责从服务器取弹幕信息，一个子线程负责把弹幕信息转换成 Bitmap，一个子线程负责通知绘画 (只要是为了控制卡顿问题，参照了 B 站的开源弹幕)。缺点就是：每个 bitmap 的大小都是一样，高度随便设，宽度根据最长的弹幕长度来定 (产品说最长的弹幕是 1.5 屏，超过就省略号，所有我就设成 1.5 屏)。上面这个方案目前测试全屏 80 条弹幕同时显示基本不卡。

我想问弹幕控件增加缓存功能。我参照ListView的BaseAdapter的缓存复用技术，去掉了V0.1版本的DanmuConverter,增加XAdapter作为弹幕适配器，并且弹幕的Entity必须继承Model。Model中有一个int型type表示弹幕的类型区分，代码如下：

public class Model {    int type ;    public int getType() {        return type;    }    public void setType(int type) {        this.type = type;    }}复制代码

XAdapter代码如下:

public abstract class XAdapter
    
     {    private HashMap
     
      
       > cacheViews ;    public XAdapter()    {        cacheViews = new HashMap<>();        int typeArray[] = getViewTypeArray();        for(int i=0;i
       
         stack = new Stack<>();            cacheViews.put(typeArray[i],stack);        }    }    public abstract View getView(M danmuEntity, View convertView);    public abstract int[] getViewTypeArray();    public abstract int getSingleLineHeight();    synchronized public void addToCacheViews(int type,View view) {        if(cacheViews.containsKey(type)){            cacheViews.get(type).push(view);        }        else{            throw new Error("you are trying to add undefined type view to cacheViews,please define the type in the XAdapter!");        }    }    synchronized public View removeFromCacheViews(int type) {        if(cacheViews.get(type).size()>0)            return cacheViews.get(type).pop();        else            return null;    }    //缩小缓存数组的长度,以减少内存占用    synchronized public void shrinkCacheSize() {        int typeArray[] = getViewTypeArray();        for(int i=0;i
        
          typeStack = cacheViews.get(type);            int length = typeStack.size();            while(typeStack.size() > ((int)(length/2.0+0.5))){                typeStack.pop();            }            cacheViews.put(type,typeStack);        }    }    public int getCacheSize()    {        int totalSize = 0;        int typeArray[] = getViewTypeArray();        Stack typeStack = null;        for(int i=0;i

好啦，关键就在这里啦：cacheViews是一个按照类型分类的HashMap，键的类型为int型，也就是Model中的type，值的类型为Stack，是一个包含View的栈。

先看构造方法XAdapter()，在这里我初始化了cacheViews,并且根据int typeArray[] = getViewTypeArray();获取所有的弹幕类型的type值组成的数组，getViewTypeArray()是一个抽象方法，需要用户自行返回type值组成的数组。然后把每个弹幕类型对于的栈初始化，防止获取到null.

public abstract View getView(M danmuEntity, View convertView);则是模仿Adapter的getView()方法，它的功能是传入弹幕的Model，将Model上数据绑定到View上，并且返回View,是抽象方法，需要用户实现。

public abstract int getSingleLineHeight();则是一个让用户确定每一行航道的高度的抽象函数，如果用户知道具体的值，可以直接返回具体值，否则建议用户对不同的View进行测量，取测量高度的最大值。

synchronized public void addToCacheViews(int type,View view)的作用是向cacheViews中添加缓存View对象。type代表弹幕的类型，使用HaskMap的get()方法获取该类型的所有弹幕的栈，并使用push()添加.

synchronized public View removeFromCacheViews(int type)的作用是当用户使用了缓存数组中的View时，将此View从cacheViews中移除。

synchronized public void shrinkCacheSize()的作用是减小缓存数组的长度，因为缓存数组的长度不会减少，只有removeFromCacheViews表面会减少缓存数组长度，实际上都这个从removeFromCacheViews中返回的View移动到屏幕外后又会自动添加到缓存数组中，所以需要添加一个策略在不需要大量弹幕时减少缓存数组的长度，这个方法就是将缓存数组的长度减到一半的，什么时候减少缓存数组长度我们在后面谈。

public int getCacheSize()的作用统计cacheViews中缓存的View的总个数。

用户自定义DanmuAdapter，继承XAdapter，并实现其中的虚函数。

public class DanmuAdapter extends XAdapter
    
      {    final int ICON_RESOURCES[] = {R.drawable.icon1, R.drawable.icon2, R.drawable.icon3, R.drawable.icon4, R.drawable.icon5};    Random random;    private Context context;    DanmuAdapter(Context c){        super();        context = c;        random = new Random();    }    @Override    public View getView(DanmuEntity danmuEntity, View convertView) {        ViewHolder1 holder1 = null;        ViewHolder2 holder2 = null;        if(convertView == null){            switch (danmuEntity.getType()) {                case 0:                    convertView = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.item_danmu, null);                    holder1 = new ViewHolder1();                    holder1.content = (TextView) convertView.findViewById(R.id.content);                    holder1.image = (ImageView) convertView.findViewById(R.id.image);                    convertView.setTag(holder1);                    break;                case 1:                    convertView = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.item_super_danmu, null);                    holder2 = new ViewHolder2();                    holder2.content = (TextView) convertView.findViewById(R.id.content);                    holder2.time = (TextView) convertView.findViewById(R.id.time);                    convertView.setTag(holder2);                    break;            }        }        else{            switch (danmuEntity.getType()) {                case 0:                    holder1 = (ViewHolder1)convertView.getTag();                    break;                case 1:                    holder2 = (ViewHolder2)convertView.getTag();                    break;            }        }        switch (danmuEntity.getType()) {            case 0:                Glide.with(context).load(ICON_RESOURCES[random.nextInt(5)]).into(holder1.image);                holder1.content.setText(danmuEntity.content);                holder1.content.setTextColor(Color.rgb(random.nextInt(256), random.nextInt(256), random.nextInt(256)));                break;            case 1:                holder2.content.setText(danmuEntity.content);                holder2.time.setText(danmuEntity.getTime());                break;        }        return convertView;    }    @Override    public int[] getViewTypeArray() {        int type[] = {
   0,1};        return type;    }    @Override    public int getSingleLineHeight() {        //将所有类型弹幕的布局拿出来，找到高度最大值，作为弹道高度        View view = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.item_danmu, null);        //指定行高        view.measure(0, 0);        View view2 = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.item_super_danmu, null);        //指定行高        view2.measure(0, 0);        return Math.max(view.getMeasuredHeight(),view2.getMeasuredHeight());    }    class ViewHolder1{        public TextView content;        public ImageView image;    }    class ViewHolder2{        public TextView content;        public TextView time;    }}复制代码

可以看到getView()中的具体代码是不是似曾相识？没错，之前常写的BaseAdapter里，几乎一模一样，所以我也不花时间介绍这个方法了。getSingleLineHeight就是测量航道的高度的方法，可以看到我计算了两个布局的高度，并且取其中的较大值作为航道高度。getViewTypeArray()则是很直接的返回你的弹幕的所有类型组成的数组。

下面到了关键了，如何去在我自定义的这个ViewGroup中使用这个DanmuAdapter呢？

public void setAdapter(XAdapter danmuAdapter) {    xAdapter = danmuAdapter;    singleLineHeight = danmuAdapter.getSingleLineHeight();    new Thread(new MyRunnable()).start();}复制代码

首先得设置setAdapter,并获取航道高度，并开启View移动的线程。

再添加弹幕的方法addDanmu()中：

public void addDanmu(final Model model){    if (xAdapter == null) {        throw new Error("XAdapter(an interface need to be implemented) can't be null,you should call setAdapter firstly");    }    View danmuView = null;    if(xAdapter.getCacheSize() >= 1){        danmuView = xAdapter.getView(model,xAdapter.removeFromCacheViews(model.getType()));        if(danmuView == null)            addTypeView(model,danmuView,false);        else            addTypeView(model,danmuView,true);    }    else {        danmuView = xAdapter.getView(model,null);        addTypeView(model,danmuView,false);    }    //添加监听    danmuView.setOnClickListener(new OnClickListener() {        @Override        public void onClick(View v) {            if(onItemClickListener != null)                onItemClickListener.onItemClick(model);        }    });}复制代码

这里的逻辑就是，如果xAdapter的缓存栈中有View那么就直接从xAdapter中使用xAdapter.removeFromCacheViews(model.getType())获取,当然可能没有这个type类型的弹幕缓存View,如果没有，就返回null.如果缓存数组中没有View了，那么就使用danmuView = xAdapter.getView(model,null);让程序根据layout布局文件再生成一个View。

addTypeView的定义如下：

public void addTypeView(Model model,View child,boolean isReused) {    super.addView(child);    child.measure(0, 0);    //把宽高拿到，宽高都是包含ItemDecorate的尺寸    int width = child.getMeasuredWidth();    int height = child.getMeasuredHeight();    //获取最佳行数    int bestLine = getBestLine();    child.layout(WIDTH, singleLineHeight * bestLine, WIDTH + width, singleLineHeight * bestLine + height);    InnerEntity innerEntity = null;    innerEntity = (InnerEntity) child.getTag(R.id.tag_inner_entity);    if(!isReused || innerEntity==null){        innerEntity = new InnerEntity();    }    innerEntity.model = model;    innerEntity.bestLine = bestLine;    child.setTag(R.id.tag_inner_entity,innerEntity);    spanList.set(bestLine, child);}复制代码

首先使用super.addView(child)添加child,然后设置child的位置。然后将InnerEntity类型的变量绑定到View上面，InnerEntity类型：

class InnerEntity{    public int bestLine;    public Model model;}复制代码

包含该View的所处行数和View中绑定的Model数据。考虑到用户可能会在DanmuAdapter中对View的tag进行设置，所以不能直接使用setTag(Object object)方法继续绑定InnerEntity类型的变量了，这里可以使用setTag(int id,Object object)方法，首先在string.xml文件中定义一个id：<item type="id" name="tag_inner_entity"></item>，然后使用child.setTag(R.id.tag_inner_entity,innerEntity);则避免了和setTag(Object object)的冲突。

启动的线程会自动的每隔4ms遍历一次，执行以下内容：

private class MyRunnable implements Runnable {    @Override    public void run() {        int count = 0;        Message msg = null;        while(true){            if(count < 7500){                count ++;            }            else{                count = 0;                if(DanmuContainerView.this.getChildCount() < xAdapter.getCacheSize() / 2){                    xAdapter.shrinkCacheSize();                    System.gc();                }            }            if(DanmuContainerView.this.getChildCount() >= 0){                msg = new Message();                msg.what = 1; //移动view                handler.sendMessage(msg);            }            try {                Thread.sleep(4);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}复制代码

count为计数器，每隔4ms计数一次，7500次后正好为30s，也就是30s检测一次弹幕，如果当前弹幕量小于缓存View数量的一半，就调用shrinkCacheSize()将xAdapter中的缓存数组长度减少一半。

4. Bitmap的回收

打开Android Monitors窗口，查看Memory，运行一段时间程序后，点击Initiate GC,手动回收可回收的内存垃圾，剩下的就是不可回收的内存了，点击Dump Java Heap按钮，等待一会会自动打开当前内存使用状态。我只关注Shallow Size,按照从大到小的顺序可以看到，byte[]占用了7,879,324个字节的内存，然后点开byte[]查看Instance，同样按照从到小的顺序，Shallow Size的前几名都是Bitmap，因此可能是Bitmap的内存回收没有做处理，的确，我在写测试案例时没有主要对bitmap的复用和回收，所以产生大量的内存泄露，简单起见，我引入Glide图片加载框架，使用Glide加载图片。

5.总结

以上工作做完了，狂点生成弹幕按钮，内存也不见飙升，基本维持在4-5M左右。可见，优化效果明显，由之前的几十M内存优化到4-5M。

XDanmuku的第二个版本也就出来了。XDanmuku的V1.1版本，欢迎大家Star和提交Issues。

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