A. Android流暢度評估及卡頓優化
Google定義：界面呈現是指從應用生成幀並將其顯示在屏幕上的動作。要確保用戶能夠流暢地與應用互動，應用呈現每幀的時間不應超過16ms，以達到每秒60幀的呈現速度（為什麼是60fps？）。
如果應用存在界面呈現緩慢的問題，系統會不得不跳過一些幀，這會導致用戶感覺應用不流暢，我們將這種情況稱為卡頓。
來源於： Google Android的為什麼是60fps？
16ms意味著1000/60hz，相當於60fps。這是因為人眼與大腦之間的協作無法感知超過60fps的畫面更新。12fps大概類似手動快速翻動書籍的幀率， 這明顯是可以感知到不夠順滑的。24fps使得人眼感知的是連續線性的運動，這其實是歸功於運動模糊的效果。 24fps是電影膠圈通常使用的幀率，因為這個幀率已經足夠支撐大部分電影畫面需要表達的內容，同時能夠最大的減少費用支出。 但是低於30fps是 無法順暢表現絢麗的畫面內容的，此時就需要用到60fps來達到想要的效果，超過60fps就沒有必要了。如果我們的應用沒有在16ms內完成屏幕刷新的全部邏輯操作，就會發生卡頓。
首先要了解Android顯示1幀圖像，所經歷的完整過程。
如圖所示，屏幕顯示1幀圖像需要經歷5個步驟：
常見的丟幀情況： 渲染期間可能出現的情況，渲染大於16ms和小於16ms的情況：
上圖中應該繪制 4 幀數據 , 但是實際上只繪制了 3 幀 , 實際幀率少了一幀
判斷APP是否出現卡頓，我們從通用應用和游戲兩個緯度的代表公司標准來看，即Google的Android vitals性能指標和地球第一游戲大廠騰訊的PrefDog性能指標。
以Google Vitals的卡頓描述為准，即呈現速度緩慢和幀凍結兩個維度判斷：
PerfDog Jank計算方法：
幀率FPS高並不能反映流暢或不卡頓。比如：FPS為50幀，前200ms渲染一幀，後800ms渲染49幀，雖然幀率50，但依然覺得非常卡頓。同時幀率FPS低，並不代表卡頓，比如無卡頓時均勻FPS為15幀。所以平均幀率FPS與卡頓無任何直接關系)
當了解卡頓的標准以及渲染原理之後，可以得出結論，只有丟幀情況才能准確判斷是否卡頓。
mpsys 是一種在設備上運行並轉儲需要關注的系統服務狀態信息的 Android 工具。通過向 mpsys 傳遞 gfxinfo 命令，可以提供 logcat 格式的輸出，其中包含與錄制階段發生的動畫幀相關的性能信息。
藉助 Android 6.0（API 級別 23），該命令可將在整個進程生命周期中收集的幀數據的聚合分析輸出到 logcat。例如：
這些總體統計信息可以得到期間的FPS、Jank比例、各類渲染異常數量統計。
命令 adb shell mpsys gfxinfo <PACKAGE_NAME> framestats 可提供最近120個幀中，渲染各階段帶有納秒時間戳的幀時間信息。
關鍵參數說明：
通過gfxinfo輸出的幀信息，通過定時reset和列印幀信息，可以得到FPS(幀數/列印間隔時間)、丟幀比例（(janky_frames / total_frames_rendered)*100 %）、是否有幀凍結(幀耗時>700ms)。
根據第2部分的通用應用卡頓標准，可以通過丟幀比例和幀凍結數量，准確判斷當前場景是否卡頓。並且通過定時截圖，還可以根據截圖定位卡頓的具體場景。
如上圖所示，利用gfxinfo開發的檢查卡頓的小工具，圖中參數和卡頓說明如下：
根據上面對gfxinfo的幀信息解析，可以准確計算出每一幀的耗時。從而可以開發出滿足騰訊PerfDog中關於普通卡頓和嚴重卡頓的判斷。
依賴定時截圖，即可准確定位卡頓場景。如下圖所示（此處以PerfDog截圖示例）：
通過第3部分的卡頓評估方法，我們可以定位到卡頓場景，但是如何定位到具體卡頓原因呢。
首先了解卡頓問題定位工具，然後再了解常見的卡頓原因，即可通過復現卡頓場景的同時，用工具去定位具體卡頓問題。
重點就是，充分利用gfxinfo輸出的幀信息，對卡頓問題進行分類。
了解了高效定位卡頓的方法和卡頓問題定位工具，再熟悉一下常見的卡頓原因，可以更熟練的定位和優化卡頓。
SurfaceFlinger 負責 Surface 的合成，一旦 SurfaceFlinger 主線程調用超時，就會產生掉幀。
SurfaceFlinger 主線程耗時會也會導致 hwc service 和 crtc 不能及時完成，也會阻塞應用的 binder 調用，如 dequeueBuffer、queueBuffer 等。
後台進程活動太多，會導致系統非常繁忙，cpu io memory 等資源都會被佔用，這時候很容易出現卡頓問題，這也是系統這邊經常會碰到的問題。
mpsys cpuinfo 可以查看一段時間內 cpu 的使用情況：
當線程為 Runnable 狀態的時候，調度器如果遲遲不能對齊進行調度，那麼就會產生長時間的 Runnable 線程狀態，導致錯過 Vsync 而產生流暢性問題。
system_server 的 AMS 鎖和 WMS 鎖 , 在系統異常的情況下 , 會變得非常嚴重 , 如下圖所示 , 許多系統的關鍵任務都被阻塞 , 等待鎖的釋放 , 這時候如果有 App 發來的 Binder 請求帶鎖 , 那麼也會進入等待狀態 , 這時候 App 就會產生性能問題 ; 如果此時做 Window 動畫 , 那麼 system_server 的這些鎖也會導致窗口動畫卡頓。
Android P 修改了 Layer 的計算方法 , 把這部分放到了 SurfaceFlinger 主線程去執行, 如果後台 Layer 過多，就會導致 SurfaceFlinger 在執行 rebuildLayerStacks 的時候耗時 , 導致 SurfaceFlinger 主線程執行時間過長。
主線程執行 Input Animation Measure Layout Draw decodeBitmap 等操作超時都會導致卡頓 。
Activity resume 的時候, 與 AMS 通信要持有 AMS 鎖, 這時候如果碰到後台比較繁忙的時候, 等鎖操作就會比較耗時, 導致部分場景因為這個卡頓, 比如多任務手勢操作。
應用裡面涉及到 WebView 的時候, 如果頁面比較復雜, WebView 的性能就會比較差, 從而造成卡頓。
如果屏幕幀率和系統的 fps 不相符 , 那麼有可能會導致畫面不是那麼順暢. 比如使用 90 Hz 的屏幕搭配 60 fps 的動畫。
由上面的分析可知對象分配、垃圾回收(GC)、線程調度以及Binder調用 是Android系統中常見的卡頓原因，因此卡頓優化主要以下幾種方法，更多的要結合具體的應用來進行：
在計算機和通信領域，幀是一個包括「幀同步串列」的數字數據傳輸單元或數字數據包。
在視頻領域，電影、電視、數字視頻等可視為隨時間連續變換的許多張畫面，其中幀是指每一張畫面。