Android UI性能优化——ViewStub和Merge的使用

ViewStub

简介

ViewStub 是一种没有任何维度的轻量型视图，它不会绘制任何内容或参与布局。

ViewStub是一种没有大小，不占用布局的View。
直到当调用 inflate() 方法或者可见性变为VISIBLE时，才会将指定的布局加载到父布局中。
ViewStub加载完指定布局之后会被移除，不再占用空间。（所以 inflate() 方法只能调用一次）

因为这些特性ViewStub可以用来懒加载布局，优化UI性能。

使用

布局

在布局中添加ViewStub标签并通过layout属性指定要替换的布局。

        <ViewStub
            android:id="@+id/visible_view_stub"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout="@layout/layout_view_stub_content" />

代码

在需要展示布局的地方调用 inflate() 方法或者将ViewStub的可见性设置为VISIBLE。

private View viewStubContentView = null;

visibleViewStub.setVisibility(View.VISIBLE);

if(viewStubContentView == null){
    viewStubContentView = inflateViewStub.inflate();
}

注意：inflate() 方法只能调用一次，重复调用被抛出IllegalStateException异常。

inflate() 方法会返回替换的布局的根View而设置VISIBLE不会返回，如果需要获取替换布局的实例，如：需要为替换的布局设置监听事件，这是需要使用inflate() 方法而不是VISIBLE。

ViewStub源码分析

针对我们前面说的ViewStub的几个特点，我们来分析下源码是如何实现的。分析源码可以学习别人优秀的代码设计，也可以为我们日后类似需求的实现提供借鉴。

ViewSutb没有大小，不占用布局

ViewStub在构造方法中设置了控件可见性为GONE并且指定不进行绘制。

public ViewStub(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr, int defStyleRes) {
    super(context);
    final TypedArray a = context.obtainStyledAttributes(attrs,
            R.styleable.ViewStub, defStyleAttr, defStyleRes);
    mInflatedId = a.getResourceId(R.styleable.ViewStub_inflatedId, NO_ID);
    mLayoutResource = a.getResourceId(R.styleable.ViewStub_layout, 0);
    mID = a.getResourceId(R.styleable.ViewStub_id, NO_ID);
    a.recycle();
    //设置不可见
    setVisibility(GONE);
    //指定不进行绘制
    setWillNotDraw(true);
}

并且重写了onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec)设置尺寸为(0,0)，并且重写了draw(canvas) 和dispatchDraw(canvas)方法，并且没有做任何绘制操作。

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    //指定尺寸为0,0
    setMeasuredDimension(0, 0);
}
@Override
public void draw(Canvas canvas) {
}
@Override
protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
}

`setVisibility()`和`inflate()`方法

//定义了一个View的弱引用
private WeakReference<View> mInflatedViewRef;

@Override
@android.view.RemotableViewMethod(asyncImpl = "setVisibilityAsync")
public void setVisibility(int visibility) {
    if (mInflatedViewRef != null) {
        //如果弱引用不为空且View不为空，调用View的setVisibility方法
        View view = mInflatedViewRef.get();
        if (view != null) {
            view.setVisibility(visibility);
        } else {
            throw new IllegalStateException("setVisibility called on un-referenced view");
        }
    } else {
        super.setVisibility(visibility);
        if (visibility == VISIBLE || visibility == INVISIBLE) {
            //弱引用为空且可见性设置为VISIBLE或者INVISIBLE，调用inflate()方法
            inflate();
        }
    }
}

到这里基本可以分析出弱引用持有的对象就是替换布局的View。继续往下看mInflatedViewRef是在哪里初始化的。

inflate()方法，核心方法执行具体的布局替换操作。

public View inflate() {
    //获取父布局
    final ViewParent viewParent = getParent();
    if (viewParent != null && viewParent instanceof ViewGroup) {
        if (mLayoutResource != 0) {
            final ViewGroup parent = (ViewGroup) viewParent;
            //获取要替换的View对象
            final View view = inflateViewNoAdd(parent);
            //执行替换操作
            replaceSelfWithView(view, parent);
            //初始化弱引用持有View对象
            mInflatedViewRef = new WeakReference<>(view);
            if (mInflateListener != null) {
                //触发监听
                mInflateListener.onInflate(this, view);
            }
            return view;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("ViewStub must have a valid layoutResource");
        }
    } else {
        throw new IllegalStateException("ViewStub must have a non-null ViewGroup viewParent");
    }
}

inflate()方法中获取要替换的View对象并执行了替换操作，mInflatedViewRef持有的确实是替换View对象的实例。

ViewStub加载完指定布局之后会被移除，不再占用空间

我们继续来看inflateViewNoAdd() 方法和replaceSelfWithView()方法。

private View inflateViewNoAdd(ViewGroup parent) {
    final LayoutInflater factory;
    if (mInflater != null) {
        factory = mInflater;
    } else {
        factory = LayoutInflater.from(mContext);
    }
    //动态加载View
    final View view = factory.inflate(mLayoutResource, parent, false);
    if (mInflatedId != NO_ID) {
        view.setId(mInflatedId);
    }
    return view;
}

inflateViewNoAdd() 方法比较简单，没什么好解释的。

private void replaceSelfWithView(View view, ViewGroup parent) {
    final int index = parent.indexOfChild(this);
    //从父布局中移除自己
    parent.removeViewInLayout(this);
    final ViewGroup.LayoutParams layoutParams = getLayoutParams();
    if (layoutParams != null) {
        //添加替换布局
        parent.addView(view, index, layoutParams);
    } else {
        //添加替换布局
        parent.addView(view, index);
    }
}

replaceSelfWithView()执行了移除和替换两步操作。这也解释了为什么inflate()方法只能执行一次，因为执行replaceSelfWithView()自身已经被移除，再次执行inflate()方法获取getParent()会为空，从而抛出IllegalStateException异常。

使用场景

app页面中总会有一些布局是不常显示的，如一些特殊提示和页面loading等，这时可以使用ViewStub来实现懒加载的功能，优化UI性能。

总结

ViewStub虽然实现简单，但是源码设计巧妙。对于页面中的不常用布局使用ViewSutb懒加载有一定的优化效果。

Merge

简介

merge既不是View也不是ViewGroup，只是一种标记。
merge必须在布局的根节点。
当merge所在布局被添加到容器中时，merge节点被合并不占用布局，merge下面的所有视图转移到容器中。

使用

通过一种比较常用的场景来比较下使用merge和不使用的区别。

不使用merge

Activity布局：

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent" >

    <RelativeLayout
        android:id="@+id/title_rel"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content">

        <include layout="@layout/layout_merge"/>
        
    </RelativeLayout>

    <RelativeLayout
        android:id="@+id/content_rel"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_below="@id/title_rel"/>
</RelativeLayout>

ToolBar布局：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" >

    <ImageView
        android:id="@+id/home_iv"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:src="@mipmap/ic_launcher"/>

    <TextView
        android:id="@+id/title_tv"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:layout_below="@id/home_iv"
        android:gravity="center_vertical"
        android:textSize="25sp"
        android:textColor="#000000"
        tools:text="测试标题"/>
</RelativeLayout>

实际Activity布局层级：

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent" >

    <RelativeLayout
        android:id="@+id/title_rel"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content">

        <RelativeLayout 
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content" >

            <ImageView
                android:id="@+id/home_iv"
                android:layout_width="wrap_content"
                android:layout_height="wrap_content"
                android:layout_centerHorizontal="true"
                android:src="@mipmap/ic_launcher"/>

            <TextView
                android:id="@+id/title_tv"
                android:layout_width="wrap_content"
                android:layout_height="wrap_content"
                android:layout_centerHorizontal="true"
                android:layout_below="@id/home_iv"
                android:gravity="center_vertical"
                android:textSize="25sp"
                android:textColor="#000000"
                tools:text="测试标题"/>
        </RelativeLayout>

    </RelativeLayout>

    <RelativeLayout
        android:id="@+id/content_rel"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_below="@id/title_rel"/>
</RelativeLayout>

使用merge进行优化：

优化后的ToolBar布局：

<merge xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    tools:parentTag="android.widget.RelativeLayout">

    <ImageView
        android:id="@+id/home_iv"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:src="@mipmap/ic_launcher"/>

    <TextView
        android:id="@+id/title_tv"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:layout_below="@id/home_iv"
        android:gravity="center_vertical"
        android:textSize="25sp"
        android:textColor="#000000"
        tools:text="测试标题"/>
</merge>

使用tools:parentTag属性可以指定父布局类型，方便在Android Studio中编写布局时进行预览。

实际Activity布局层级：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent" >

    <RelativeLayout
        android:id="@+id/title_rel"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content">

        <ImageView
            android:id="@+id/home_iv"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_centerHorizontal="true"
            android:src="@mipmap/ic_launcher"/>

        <TextView
            android:id="@+id/title_tv"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_centerHorizontal="true"
            android:layout_below="@id/home_iv"
            android:gravity="center_vertical"
            android:textSize="25sp"
            android:textColor="#000000"
            tools:text="测试标题"/>

    </RelativeLayout>

    <RelativeLayout
        android:id="@+id/content_rel"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_below="@id/title_rel"/>
</RelativeLayout>

可以看到使用merge之后布局层级减少了一层。

使用场景

上面例子可能不太合适，这么写布局容易被打。

来看一种使用频率更高的应用场景——自定义View，大家应该都实现过，比如要定义一个通用的天气控件，通常是自定义一个WeatherView 继承自RelativeLayout，然后通过inflate动态引入布局，那么布局怎么写呢？不使用merge的情况下根布局肯定是RelativeLayout，引入WeatherView之后岂不是嵌套了一层RelativeLayout。这时候就可以在布局中使用merge进行优化。

还有一种应用场景，如果Activity的根布局是FrameLayout可以使用merge进行替换，使用之后可以使Activity的布局层级减少一层。为什么会这样呢？首先我们要了解Activity页面的布局层级，最外层是PhoneWindow其下是一个DecorView下面就是TitleView和ContentView，ContentView就是我们通过SetContentView设置的Activity的布局，没错ContentView是一个FrameLayout，所以在Activity布局中使用merge可以减少层级。

总结

正确的使用merge可以有效的减少布局层级，提高页面渲染速度。但是merge使用限制比较多，应用场景比较少。

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