① android加速度传感器去除重力影响
gravity初值可以是0,其实无所谓,不用太离谱,一个常数都行,通过多次迭代都会稳定到实际的重力值附近。这个循环的迭代,实际上是一个一阶低通滤波,0.8应该是官方推荐的参数,但应该根据实际的需求可以适当调整,或者自己设计低通滤波。这里的低通滤波是这样的,因为重力一直稳定不变,频率很低,而其他方向的加速度不断变化,频率较高,所以用低通滤波可以将重力消减,但也不是绝对的去掉。
② androidUI卡顿原理分析及Vsync信号机制
一、UI卡顿定义
1、用户角度:app操作界面刷新缓慢,响应不及时;界面滑动不够流畅;
2、系统角度:屏幕刷新帧率不稳定,掉帧严重,无法保证每秒60帧,导致屏幕画面撕裂;
二、UI卡顿常见原因分析以及处理方案
1、过度绘制:
原因:界面布局设计不合理或者过于复杂导致系统无法在16毫秒内完成渲染,view过度绘制导致CPU或者GPU负载过重,View频繁触发measure、layout操作,导致measure、layout累计耗时严重以及整个View错误的频繁重新渲染;
方案:优化界面布局,使界面布局视图扁平化,去除不必要的背景颜色,减少透明色的使用;
方案依据原理:尽量减少View在系统中measure、layout、draw的累计时间;
2、UI线程的复杂运算
原因:UI主线程运算耗时
方案:减少UI线程中数据运算,使用子线程处理耗时任务
3、频繁GC
原因:(1)、内存抖动;(2)、瞬间产生大量对象,消耗内存;
方案:尽量避免在循环逻辑或者onDraw方法中频繁创建新对象和使用局部变量;
三、android Vsync机制
1、什么是Vsync ?
Vsync 是Vertical Synchronization(垂直同步)的缩写,是一种在PC上很早就广泛使用的技术,可以简单的把它认为是一种定时中断。而在Android 4.1(JB)中已经开始引入VSync机制,用来同步渲染,让AppUI和SurfaceFlinger可以按硬件产生的VSync节奏进行工作。
2、Android屏幕刷新过程
Android系统每隔16ms发出VSYNC信号,触发对UI进行渲染,屏幕的刷新过程是每一行从左到右(行刷新,水平刷新,Horizontal Scanning),从上到下(屏幕刷新,垂直刷新,Vertical Scanning)。当整个屏幕刷新完毕,即一个垂直刷新周期完成,会有短暂的空白期,此时发出 VSync 信号。所以,VSync 中的 V 指的是垂直刷新中的垂直-Vertical。
3、没有使用Vsync的情况
可见vsync信号没有提醒CPU/GPU工作的情况下,在第一个16ms之内,一切正常。然而在第二个16ms之内,几乎是在时间段的最后CPU才计算出了数据,交给了Graphics Driver,导致GPU也是在第二段的末尾时间才进行了绘制,整个动作延后到了第三段内。从而影响了下一个画面的绘制。这时会出现Jank(闪烁,可以理解为卡顿或者停顿)。这时候CPU和GPU可能被其他操作占用了,这就是卡顿出现的原因;
4、使用Vsync同步
CPU/GPU接收vsync信号,Vsync每16ms一次,那么在每次发出Vsync命令时,CPU都会进行刷新的操作。也就是在每个16ms的第一时间,CPU就会响应Vsync的命令,来进行数据刷新的动作。CPU和GPU的刷新时间,和Display的FPS是一致的。因为只有到发出Vsync命令的时候,CPU和GPU才会进行刷新或显示的动作。CPU/GPU接收vsync信号提前准备下一帧要显示的内容,所以能够及时准备好每一帧的数据,保证画面的流畅;
5、多级缓冲
Android除了使用Vsync机制,还使用了多级缓冲的策略来优化屏幕显示,如双重缓冲(A + B),当Display buffer A 数据时,CPU/GPU就已经在buffer B 中处理下一帧要显示的数据了。
可是,当系统资源紧张性能降低时,导致GPU在处理某帧数据时太耗时,在Vsync信号到来时,buffer B的数据还没准备好,此时不得不显示buffer A的数据,这样导致后面CPU/GPU没有新的buffer准备数据,空白时间无事可做,后面Jank频出
因此采用三级缓冲来解决系统对性能不稳定导致的卡顿
当出现上面所述情况后,新增一个buffer C 可以减少CPU和GPU在Vsync同步间的空白间隙,此时CPU/GPU能够利用buffer C 继续工作,后面buffer A 和 buffer B 依次处理下一帧数据。这样仅是产生了一个Jank,可以忽略不计,以后的流程就顺畅了。
注:在多数正常情况下还是使用二级缓冲机制,三级缓冲只是在需要的时候才使用;
③ 如何优雅地在Android上实现iOS的图片预览
原文博客链接
用过 iOS 的都知道,拟物理的回弹效果在上面非常普遍,因为这是 iOS 系统支持的一套 UI 框架,但是 Android 就没有了,就拿图片查看器来讲,iOS 的效果就是感觉一张图片被绑定在了弹簧装置上,滑动很自然,Android 没有自带的图片查看器,需要自己实现
市面上主流的图片查看器都没有回弹的效果,一部分原因是没有这个需求,还有一部分是实现麻烦,这里讲述一个个人认为最好的方案
一个图片查看器,要求可以滑动 Fling,触碰到边界的时候回弹,有越界回弹的效果,支持双指缩放,双击缩放
咋一看需求,应该好写,滚动的时候用 Scroller 来解决,回弹效果直接用 ValueAnimator ,设置插值器为减速插值器来解决。看似简单,但是因为是仿物理效果,中间牵扯到从滚动到回弹的时候( Scroller 动画切换到 ValueAnimator 动画)的速度衔接问题,要看上去从滚动到开始回弹至结束没有突兀,中间的特判边界处理是很麻烦的,还要牵扯到缩放,所以不考虑这种方案
既然是要模拟现实中的物理效果,为何不在每一帧根据当前的状态得到对用的加速度,然后去计算下一帧的状态位置,这样只要模拟现实中的物理加速度不就可以实现了吗,那些边界特判之类的就可以去见阎王了
方案确定完毕,接下来就是选定加速度的方程,要模拟弹簧的效果,拉力很简单,用胡克定律嘛! F = k * dx ,摩擦力呢? Ff = μ*FN ? 这里推荐一个更加好的方案,借鉴自 Rebound 库,这是 Facebook 的一个弹簧动画库,设定一个目的数值,它会根据当前的拉力,摩擦力,速度然后变化到目标值,加速度方程为
其中 tension 为弹性系数, friction 为摩擦力系数,为什么让摩擦力和速度成正比呢?如果摩擦力和速度成正比,那么就不存在静摩擦力,也就是不存在物体静止情况下拉力小于摩擦力的情况(因为速度为0的时候,阻力为0,除非拉力为0),物体肯定会向目标地点靠近,遏制了物体摩擦力过大而无法达到目的地情况
为了方便接入各种 View ,设计一个 ZoomableGestureHelper 类
设计目的,我只需要知道视图的大小边界 (bounds) 和内部可滚动回弹的边界 (innerBounds),就可以通过计算得到一个新的转换矩阵
对于物理状态,需要一个类 SpringPhysicsState 来做存储,里面包含了速度、拉力系数、摩擦力系数,不保存位置,因为位置是通过 getBounds 动态计算得到的
速度分解成水平方向和垂直方向,因为处理方法一样,下面只讲述垂直方向的计算
状态1 :其中一边有越界
分析一下上图中的位置,蓝色部分为内部图片,它被拖动越界了,此时的合力应该为 tension * dx - friction * v , v 为图片在 y 轴方向上的速度,( dx 和 v 都是矢量,我暂且设置向右和向下为正),之后就直接调用 invalidate(); ,就可以播放动画了。
状态2:两边都没越界
此时因为两边都没有越界,所以应该不存在拉力,可以认为此时 dx 为0,摩擦力需要注意下,因为可以支持滑动( Fling ),所以此时的摩擦力要比之前越界回弹时候的摩擦力小,至于具体数值,文末会给出
状态3:两边都超出
此时两边都超出边界,蓝色区域应该和红色区域中心绑定,所以此时的 dx 为 dxBottom - dxTop (注意符号,因为 dx 为矢量,所以不能是 dxTop - dxBottom )
缩放的方法和移动一致,设定 tension 和 friction ,边界设定为外面红色的框框,蓝色区域无法某一边充满红色区域的时候,有拉力,否则没拉力,摩擦力一直存在,至于双击放大和放小,只需要在双击的时候给缩放状态设置一个初速度,然后 invalidate(); ,搞定!是不是很简单啊
时间这一个参数在计算中是非常重要的,这关系到当前微分状态的数值变化,假如用欧拉方法模拟速度和位置的变化, x' = x + v * dt , v' = v + a * dt ,公式可以看出时间决定了动画的快慢,为了接近现实物理时间,这里采用的时间单位为秒(计算机中常用的是毫秒)
确定了单位,还需要控制一下时间间隔的数值范围,我们不能让两次 computeScroll 的时间间隔过于短或者过于长,这里采用的策略为固定每次计算时候的时间间隔,如果两次 computeScroll 的时间间隔小于此时间间隔,那么保存累计时间间隔,等待下一次 computeScroll ,直到大于等于固定的时间间隔,再用 while 循环一步一步的计算
结束判定是唯一的一个坑,因为计算机只是在 dt 时间内模拟速度和位移的变化,不是通过微积分计算的,存在误差,比如欧拉方法 x' = x + v * dt 和 v' = v + a * dt 计算得到的 x' 和 v' 都是近似数值,把 dt 这段时间内的变化看成了匀变速运动
所以结束判定还需要设置一个阈值,当速度和偏移量小于此数值的时候,可以认定为达到了目的地
对于 ViewPager 的适配有些问题,如果在 Down 的时候 requestDisallow true 移动过程中到了左右边界又 requestDisallow false ,此时 ViewPager 会有一个突变( 突变可耻但有用 ),而且多指头的时候可能会崩溃,这是 ViewPager 的 Bug,具体细节请看源码
④ Android控件RecyclerView和ListView的异同
Android是一个不断进化的平台,Android
5.0的v7版本支持包中引入了新的RecyclerView控件,正如官方文档所言,RecyclerView是ListView的豪华增强版。它主要
包含以下几处新的特性,如ViewHolder,ItemDecorator,LayoutManager,SmothScroller以及增加或删除
item时item动画等。官方推荐我们采用RecyclerView来取代ListView。
ViewHolder
ViewHolder是用来保存视图引用的类,无论是ListView亦或是RecyclerView。只不过在ListView
中,ViewHolder需要自己来定义,且这只是一种推荐的使用方式,不使用当然也可以,这不是必须的。只不过不使用ViewHolder的
话,ListView每次getView的时候都会调用findViewById(int),这将导致ListView性能展示迟缓。而在
RecyclerView中使用 RecyclerView.ViewHolder 则变成了必须,尽管实现起来稍显复杂,但它却解决了ListView面临的上述不使用自定义ViewHolder时所面临的问题。 RecyclerView.ViewHolder 被BaseAdapter使用,以将posiiton绑定到上面(可以通过API查看 RecyclerView.ViewHolder#getPosition() 方法)。
LayoutManager
我们知道ListView只能在垂直方向上滚动,Android
API没有提供ListView在水平方向上面滚动的支持。或许有多种方式实现水平滑动,但是请想念我,ListView并不是设计来做这件事情的。但是
RecyclerView相较于ListView,在滚动上面的功能扩展了许多。它可以支持多种类型列表的展示要求,主要如下:
LinearLayoutManager ,可以支持水平和竖直方向上滚动的列表。
StaggeredGridLayoutManager ,可以支持交叉网格风格的列表,类似于瀑布流或者Pinterest。
GridLayoutManager ,支持网格展示,可以水平或者竖直滚动,如展示图片的画廊。
ItemAnimator
列表动画是一个全新的、拥有无限可能的维度。起初的Android API中,删除或添加item时,item是无法产生动画效果的。后面随着Android的进化,Google的Chat Hasse推荐使用 ViewPropertyAnimator 属性动画来实现上述需求。
相比较于ListView, RecyclerView.ItemAnimator 则被提供用于在RecyclerView添加、删除或移动item时处理动画效果。同时,如果你比较懒,不想自定义ItemAnimator,你还可以使用 DefaultItemAnimator 。
Adapter
ListView的Adapter中,getView是最重要的方法,它将视图跟position绑定起来,是所有神奇的事情发生的地方。同时我们也能够
通过registerDataObserver在Adapter中注册一个观察者。RecyclerView也有这个特性, RecyclerView.AdapterDataObserver
就是这个观察者。ListView有三个Adapter的默认实现,分别是ArrayAdapter、CursorAdapter和
SimpleCursorAdapter。然而,RecyclerView的Adapter则拥有除了内置的内DB游标和ArrayList的支持之外的
所有功能。 RecyclerView.Adapter 的实现的,我们必须采取措施将数据提供给Adapter,正如BaseAdapter对ListView所做的那样。
ItemDecoration
在ListView中如果我们想要在item之间添加间隔符,我们只需要在布局文件中对ListView添加如下属性即可:
1 android:divider="@android:color/transparent"
2 android:dividerHeight="5dp"
View Code
有趣的是,RecyclerView在默认情况下并不在item之间展示间隔符。尽管Google的家伙有意地将这个问题遗留给我们去自定义间隔符,但这
的确增加了开发人员的负担。如果你想要添加间隔符,你必须使用RecyclerView.ItemDecoration类来实现。或者,你可以应用官方示
例中的 DividerItemDecoration.java 文件。
OnItemTouchListener
ListView通过AdapterView.OnItemClickListener接口来探测点击事件。而RecyclerView则通过
RecyclerView.OnItemTouchListener接口来探测触摸事件。它虽然增加了实现的难度,但是却给予开发人员拦截触摸事件更多的
控制权限。
Others
ListView可以设置选择模式,并添加MultiChoiceModeListener,如下所示:
1 listView.setChoiceMode(ListView.CHOICE_MODE_MULTIPLE_MODAL);
2 listView.setMultiChoiceModeListener(new MultiChoiceModeListener() {
3 public boolean onCreateActionMode(ActionMode mode, Menu menu) { ... }
4 public void onItemCheckedStateChanged(ActionMode mode, int position,
5 long id, boolean checked) { ... }
6 public boolean onActionItemClicked(ActionMode mode, MenuItem item) {
7 switch (item.getItemId()) {
8 case R.id.menu_item_delete_crime:
9 CrimeAdapter adapter = (CrimeAdapter)getListAdapter();
10 CrimeLab crimeLab = CrimeLab.get(getActivity());
11 for (int i = adapter.getCount() - 1; i >= 0; i--) {
12 if (getListView().isItemChecked(i)) {
13 crimeLab.deleteCrime(adapter.getItem(i));
14 }
15 }
16 mode.finish();
17 adapter.notifyDataSetChanged();
18 return true;
19 default:
20 return false;
21 }
22 public boolean onPrepareActionMode(ActionMode mode, Menu menu) { ... }
23 public void onDestroyActionMode(ActionMode mode) { ... }
24 });
View Code
而RecyclerView则没有此功能。
总之,通过比较我们可以发现,RecyclerView充满了大量的自定义功能,它可以用于实现复杂的列表或网格,但实现起来稍显得复杂。