Android 开发之硬件加速

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作者:NoBugException

链接:https://www.jianshu.com/p/f1aee8619cec

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说到硬件加速就必须和软件加速一起解释。

(1)定义

所谓硬件加速,指的是把某些计算工作交给专门的硬件来做,而不是和普通的计算工作一样交给 CPU 来处理。这样不仅减轻了 CPU 的压力,而且由于有了专门硬件的处理,这份计算工作的速度也被加快了。这就是硬件加速。

对于 Android 来说,硬件加速有它专属的意思:在 Android 里,硬件加速专指把View中绘制的计算工作交给 GPU来处理。进一步地明确一下,这个绘制的计算工作指的就是把绘制方法中的那些 Canvas.drawXXX() 变成实际的像素。

(2)原理

当硬件加速关闭的时候, Canvas绘制的工作方式是:把要绘制的内容写进一个 Bitmap,然后在之后的渲染过程中,这个 Bitmap 的像素内容被直接用于渲染到屏幕。这种绘制方式的主要计算工作在于把绘制操作转换为像素的过程(例如由一句 Canvas.drawCircle() 来获得一个具体的圆的像素信息),这个过程的计算是由 CPU 来完成的。

而开启硬件加速后,Canvas的工作方式改变了:它把绘制的内容转为GPU的操作保存下来,然后交给GPU来完成显示工作。

(3)硬件加速和软件加速的区别

  • 硬件加速

    记录绘制的操作(RenderList)

    使用GPU加速

    部分绘制操作不支持

  • 软件加速

    直接进行绘制

    使用CPU

(4)默认是否开启

  • Android 3.0,API 11开始引入

  • Android4.0,API 14默认开启

由于现在Android4.4以下的手机基本已被淘汰,所以以后的版本默认都是开启了硬件加速。

(5)影响范围比较

Application  > Activity > Window > View

(6)在Application层的运用

<application
    android:allowBackup="true"
    android:icon="@mipmap/ic_launcher"
    android:label="@string/app_name"
    android:hardwareAccelerated="true"
    android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
    android:supportsRtl="true"
    android:theme="@style/AppTheme">
</application>

可以在 AndroidManifest.xml 的application标签下开启或关闭硬件加速。

开启:android:hardwareAccelerated="true"

关闭:android:hardwareAccelerated="false"

其影响范围是整个APP,也就是说该App下的所有Activity、Window、View的硬件加速支持会受到该配置的影响。(当然,硬件加速默认是开启的)

(7)在Activity中的运用

运用方法和Application上的用法一样

    <activity android:name=".MainActivity"
        android:hardwareAccelerated="true">
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
        </intent-filter>
    </activity>

可以在 AndroidManifest.xml 的activity标签下开启或关闭硬件加速。

开启:android:hardwareAccelerated="true"

关闭:android:hardwareAccelerated="false"

(8)在Window中的运用

开启硬件加速的代码如下:

getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED, WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED);

另外,应该没有什么方法可以关闭硬件加速,所以这个方法基本不用。

(9)在View中的运用(重点)

第一: 先了解一下怎么设置硬件加速

开启硬件加速:setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, mPaint)

关闭硬件加速:setLayerType(View.LAYER_TYPE_SOFTWARE, mPaint)

第二: 了解一下判断是否支持硬件加速的两个方法。

//只会受到Application、Activity的影响,如果Activity本身不支持硬件加速,那么返回false,反之返回true
view.isHardwareAccelerated()

//会受到Application、Activity的影响,如果设置了setLayerType,那么会被setLayerType直接影响
//假如没有设置setLayerType,如果Activity支持硬件加速,那么返回ture,反之返回false;
//假如设置了setLayerType,那么是它的返回值受到setLayerType参数的影响。
canvas.isHardwareAccelerated()

第三: 一般情况下,比如

@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
    super.onDraw(canvas);
    canvas.drawLine(0, 0, 300, 300, mPaint);
}

它的图层数量是1,当我们设置了setLayerType之后,图层数量变成2,新增的图层就是hardware layer。

图层的概念请参考Canvas图层的概念(saveLayer)

(10)硬件加速绘制模型(hardware accelerate)

view可以被绘制到off-screen buffers(离屏缓冲区),也就说正常是把view 绘制到屏幕对应的内存,但也可以绘制到另一块内存中。所以layer实际就是一个buffer。相当于Photoshop中图层的概念,请参考我的另一篇博客Canvas图层的概念(saveLayer)

上面说的缓存就是执行setLayerType添加的。

setLayerType(int layerType, @Nullable Paint paint)

layerType: 图层类型,图层类型有三种:

  • LAYER_TYPE_NONE: 清除layer缓存

  • LAYER_TYPE_SOFTWARE: 新增支持软件加速的layer缓存,图像计算和显示有CPU负责

  • LAYER_TYPE_HARDWARE:  新增支持硬件加速的layer缓存,图像计算和显示有GPU负责

默认情况下无layer缓存,所以layer类型是LAYER_TYPE_NONE;

当设置了LAYER_TYPE_SOFTWARE之后,也就是从LAYER_TYPE_NONE切换到LAYER_TYPE_SOFTWARE之后,会执行invalidate方法,使view的onDraw方法再执行一次,而第二次执行将交给GPU来处理;

LAYER_TYPE_XXXXWARE和LAYER_TYPE_NONE不要一起使用,否则onDraw会无限执行;

LAYER_TYPE_SOFTWARE和LAYER_TYPE_HARDWARE不要一起使用,hardware layer只有一个,如果两者一起使用,那么系统执行就紊乱了。

(11)硬件加速的限制

Canvas的有些方法在硬件加速开启时会失效或者无法正常工作,比如:drawBitmapMesh() 在API 18之后不支持硬件加速,需要关闭硬件加速才可以实现。

图片.png

参考文献:

https://www.jianshu.com/p/7a832e074b69
https://blog.csdn.net/zhjali123/article/details/81366937
https://blog.csdn.net/zhjali123/article/details/81367453

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