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移动端IM实践:Android版微信如何大幅提升交互性能(一)

本文由微信开发团队人员编写,转自 WeMobileDev,感谢。


前言


本文是Android版微信交互性能优化文章的第一篇(共二篇),着重讲述Android版微信客户端是如何优化UI界面从而提升用户交互性能的过程。下一篇:《移动端IM实践:Android版微信如何大幅提升交互性能(二)》,将从如何优化SQLite读写性能着手,继续讲述提升用户交互性能。

问题背景


随着微信用户使用频度越来越高,微信的Android版客户端逐渐显露出用户交互性能问题:

  • 打开会话速度慢;
  • 在同一个会话有较多的历史消息下,各种查询,更新,删除等操作,速度明显下降;
  • 在会话内有较大量历史消息情况下,进入速度/刷新速度明显降低。

初步分析


经过初步分析,我们认为导致用户交互性能下降的原因最大可能有两个:

  • UI性能不佳:具体原因将在下一节详述;
  • 本地SQLite的数据存取存性能陷阱:将在系列文章的下一篇《移动端IM实践:Android版微信如何大幅提升交互性能(二)》中将述。

具体分析


针对UI性能不佳,通过Android自带的trace工具,我们找出具体问题的根源如下:

  • 加载会话UI所执行的inflate操作(inflate指的是创建View对象);
  • 退出会话后,列表控件的数据适配器被重置,触发清空列表控件的View(视图)缓存,再次进入需重新创建此前已创建过的view控件;
  • 系统切换 Activity(界面) 耗时。

解决方案


对于以上问题,我们考虑到会话内UI控件这部分内存在实际使用过程中被重复命中的机会很大,采取合适的cache可以降低这里的每次进入时候的加载时间,故对View采取cache策略在这里看起来是必须的。

首先想到的是把整个会话界面的View static化,不同的会话对应的Activity复用同一个View进行渲染展示,但这么做会出现Activity中的Context(上下文)与View中的Context不一致的问题,View能复用的前提是必须保证View及其子View中的Context与Activity容器的Context一致,否则会出现诸如当前界面弹出的对话框关闭后返回的界面不是此前的界面,或者由于旧Context对象被当前的Activity持有导致旧Activity内存泄露等一系列的问题。

另外,由于Android系统组件ActivityManager进行Activity调度时候本身涉及较多的计算,在低端机器上这个调度时长一度超过150ms,即便在部分高端机上也有超过100ms的情况。我们发现,通过Fragment代替Activity实现界面切换,能够解决因ActivityManager调度耗时较久的问题,并且如果进一步考虑,上述View缓存的问题实际就能够换成用Fragment实现解决,关于Fragment,简单引入介绍下:

Android是在Android 3.0 (API level 11)开始引入Fragment的,并对2.x系列提供了support包支持。可以把Fragment想成Activity中的模块,这个模块有自己的布局,有自己的生命周期,单独处理自己的输入,在Activity运行的时候可以加载或者移除Fragment模块,同时可以把Fragment设计成可以在多个Activity中复用的模块,当开发的应用程序同时适用于平板电脑和手机时,可以利用Fragment实现灵活的布局,改善用户体验。


通过Fragment方式,我们把会话界面的实现进行了一次改造,如下图:
微信Android端UI结构图.jpg

针对上图,蓝色线框内表示会话界面已从原来的Activity模式切换成Fragment,与4个子TAG设计在同一层,只要进程不销毁,会话界面就不会重建,会话进入/退出通过控制Fragment的可见/隐藏来实现。这样一来,在首次创建了会话界面后,后续再次打开,只需要把相关的变量复位,列表控件内所有子View也不需要重建(因数据适配器adapter没有更换),我们要做的是仅仅是刷新要显示的数据,及复位子View的状态。

采用上面方案,也面临一些问题:

动画播放由原来Activity级别降成View级别,Activity的动画是Window(窗口)级别的,系统对Activity动画播放原理上是通过矩阵变换并且是通过WindowManager所在进程执行,而改成View后切换动画则是通过本进程不断的重绘View自身来实现,效率上会降低。  

在播放动画过程中,如果主线程刚好执行到此前通过定时器分发过来的一些较为耗时的任务,会导致动画丢帧,针对该问题,我们有自己的线程池及Handler消息队列管理,在播放过程中暂停Handler的消息派发及降低线程池内其他线程的优先级来解决。  

会有部分低端机器因GPU性能过差导致播放动画卡顿。


实际上,我们经过对的对国外优秀app一些研究成果注意到,国外的一些较高大上的公司的产品如google的环聊,facebook的messenger,均采用类似的方案,权衡利弊后,最后采用的是该方案。

优化结果


微信Android端UI性能测试结果.jpg

从测试同学反馈的测试数据来看,提升幅度是较为明显的,首次打开会话提升约10%-15%,非首次打开提升约50%-70%。虽然弊端是仍然存在在某些场合及机型下进入会话动画不够流畅问题,但对大多数机型上的体验来说,带来的提升是较大的。

至此我们第一阶段的优化到此为止。下一篇,我们将进入本地数据存取优化,请见《移动端IM实践:Android版微信如何大幅提升交互性能(二)》。

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评论 5
真没想到我不喜欢使用的Fragment居然能起到提升性能的作用
非常有用,十分感谢!
写得非常好,真的涨知识了
主界面是在这种结构,其他界面呢,也是Fragment 替代Activity 吗?单聊和群聊界面UI是怎么设计呢
签名: 内容太多,不会啊
引用:佐边 发表于 2018-11-01 14:32
主界面是在这种结构,其他界面呢,也是Fragment 替代Activity 吗?单聊和群聊界面UI是怎么设计呢

先做出来再说,基本版本有了之后,再来纠结优化问题
签名: 周末也没的休息。。
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