Android的屏幕刷新中涉及到最重要的三个概念:

CPU:执行应用层的measure、layout、draw等操作,绘制完成后将数据提交给GPU

GPU:进一步处理数据,并将数据缓存起来

屏幕:由一个个像素点组成,以固定的频率(16.6ms,即1秒60帧)从缓冲区中取出数据来填充像素点

总结一句话就是:CPU 绘制后提交数据、GPU 进一步处理和缓存数据、最后屏幕从缓冲区中读取数据并显示

Android的屏幕刷新原理

 

我们很容易想到一个问题,屏幕是以16.6ms的固定频率进行刷新的,但是我们应用层触发绘制的时机是完全随机的(比如我们随时都可以触摸屏幕触发绘制)如果在GPU向缓冲区写入数据的同时,屏幕也在向缓冲区读取数据,会发生什么情况呢?

有可能屏幕上就会出现一部分是前一帧的画面,一部分是另一帧的画面,这显然是无法接受的,那怎么解决这个问题呢?

所以,在屏幕刷新中,Android系统引入了双缓冲机制.GPU只向Back Buffer中写入绘制数据,且GPU会定期交换Back Buffer和Frame Buffer,也就是让Back Buffer 变成Frame Buffer交给屏幕进行绘制,让原先的Frame Buffer变成Back Buffer进行数据写入。交换的频率也是60次/秒,这就与屏幕的刷新频率保持了同步

Android的屏幕刷新原理

虽然我们引入了双缓冲机制,但是我们知道,当布局比较复杂,或设备性能较差的时候,CPU并不能保证在16.6ms内就完成绘制数据的计算,所以这里系统又做了一个处理

当你的应用正在往Back Buffer中填充数据时,系统会将Back Buffer锁定。如果到了GPU交换两个Buffer的时间点,你的应用还在往Back Buffer中填充数据,GPU会发现Back Buffer被锁定了,它会放弃这次交换

这样做的后果就是手机屏幕仍然显示原先的图像,这就是我们常常说的丢帧,所以为了避免丢帧的发生,我们就要尽量减少布局层级,减少不必要的View的invalidate调用,减少大量对象的创建(GC也会占用CPU时间)等等.

 

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