Android Vsync原理简析，Android之内存泄漏调试学习与总结

有人会问: 说白了，真正解决问题的是VSYNC，而不是双缓冲，那不要双缓冲只要VSYNC不是也可以吗？

好，我们假设只有VSYNC，现在假设屏幕正在渲染数据，而cpu在等VSYNC信号，屏幕将数据渲染完毕后，发送VSYNC信号，cpu收到信号后，就去计算数据，计算完后才会写入帧缓冲，那么，在cpu计算数据这段时间内，屏幕干什么呢？嗯，它接着刷新帧缓冲的数据，反正cpu还没有将新数据计算完毕刷入帧缓冲，所以还是上一帧的数据，这样就会卡顿，说白了，有双缓冲的情况下，cpu使用后缓冲计算数据，屏幕使用前缓冲渲染数据，两者可以同时工作，你计算一个我渲染一个，典型的"生产者消费者模式"，只不过使用VSYNC信号来进行数据的交换；而没有双缓冲的情况下，两者需要排队使用帧缓冲，不能同时工作，就变成了我等着你计算，你计算完了等着我渲染，VSYNC此时的作用就是进行排队，这样会大大增加卡顿率，所以: VSYNC真正解决了撕裂问题，而双缓冲优化了卡顿问题。

那么，怎么解决卡顿问题呢？答曰: 无法根本解决，只能优化!

优化卡顿问题(多缓冲)

我们知道，卡顿是因为帧速率<屏幕刷新率，这是不严谨的，准确的说应该是因为:帧速率<60fps，因为现在屏幕刷新率基本都是60hz的，所以帧速率只要取下限60fps即可，换句话说，1秒内需要计算60个帧，也就是16.7ms就能计算完一帧。如果计算不完，那么在一个vsync信号过来后，cpu还在计算，缓冲区的数据并没有改变，就还是老数据，屏幕就又把老数据刷新一遍，就出现了卡顿，所以，cpu要尽可能在16.7ms内把所有数据计算完准备好，以等待vsync信号过来后直接交换数据。

我们又知道，双缓冲只是优化了卡顿问题，并没有根本解决卡顿问题，为何呢？我们先来大致说明一下Android的屏幕绘制流程:

• 1 任何一个View都是依附于window的

• 2 一个window对应一个surface

• 3 view的measure、layout、draw等均是计算数据，这些是cpu干的
  事

• 4 cpu把这些事干好后，在经过一系列计算将数据转交给gpu

• 5 gpu将数据栅格化后，就交给SurfeceFlinger(以下简称SF)

• 6 SF将多个surfece数据合并处理后，就放入后缓冲区

• 7 屏幕以固定频率从前缓冲区拿出数据渲染，渲染完毕后发送VSYNC，此时前后缓冲区数据交换，屏幕绘制下一帧

上述7步是建立在开启硬件加速的情况下的，如果没有硬件加速，就去掉gpu部分，就可以简单理解为cpu直接将数据转交给sf，我们简单整理一下数据的传递流程:

cpu -> gpu -> display，而且我们看到，cpu和gpu是排队工作的，它俩和屏幕是并行工作的。好，我们来看发生卡顿(jank)的场景:

我们可以将Display那一行看作是前缓冲，将GPU和CPU两行叠加起来看作是后缓冲(因为它俩排队使用)，将VSYNC线隔离开的竖行看作一个帧。

我们看到，在第一帧里面，GPU墨迹了半天没搞完，以至于在第二帧里面，Display(屏幕)显示的还是第一帧的A数据，此时就产生了Jank(卡顿)，并且在一个vsync信号过来后，cpu什么都没做，因为gpu占着后缓冲(那个绿色的长B块)，所以cpu只能再等下一个vsync，在下一个vsync里面，cpu终于拿到了后缓冲的使用权，但是cpu计算时间比较长，导致了gpu时间不够用，数据又没算完，再次发生了卡顿，可以说，这次卡顿直接受到了第一次卡顿的影响，试想: 如果在第一次卡顿的时候，cpu也能计算数据，那么，第二次卡顿可能就不存在了，因为cpu已经在第一次卡顿的时候把蓝色的A给计算完了，第二次完全可以让gpu独自计算(绿色的A)，就不存在因为排队导致的时间不够用了，但是！cpu和gpu共用后缓冲，这就导致它们只能轮流使用后缓冲，怎么解决呢？再加一个后缓冲区，让cpu、gpu各用一块。我们来看引入三缓冲后的效果:

我们看到，在第一次jank内，cpu使用了第三块缓冲区，自己计算了C帧的数据，假如此时没有三缓冲，那么cpu就只能再继续等下一个vsync信号，也就是在图中蓝色A块的地方，才能开始计算C帧数据，就又引发下一次卡顿。我们看到，通过引入三缓冲，虽然不能避免卡顿问题，但是却可以大幅优化卡顿问题，尤其是避免连续卡顿，但是，三缓冲也有缺点，就是耗资源，所以系统并非一直开启三缓冲，要想真正解决问题，还需要在cpu层对数据尽量优化，从而减小cpu和gpu的计算量，比如:View尽量扁平化，少嵌套，少在UI线程做耗时操作等。

Tips:

• Android 3.0引入了硬件加速(GPU)。

• Android 4.0默认开启了硬件加速。

• Android 4.1引入了黄油计划(VSYNC)，上层开始接收VSYNC(Choreographer)，并且加入了三缓冲.

• VSYNC不仅控制了后缓冲和前缓冲的数据交换，还控制了cpu何时开始进行绘制计算。

在这里给大家分享一波我平时学习的资料。

项目地址：

Android学习肯定不是光看书就能学会的，具体还是要自己上手写代码，如果有一份视频能让你看到全过程就好了。

所以关于视频我也整理了一部分：

视频包含：

1、IPC机制相关面试题视频解析

2、项目相关视频解析

3、性能优化相关面试题视频解析

4、JVM从入门到着迷

5、源码相关试题视频解析

6、BAT面试总结分析

Android学习三要素可以大大加快你的学习之旅

• 脑图

• 资料

• 视频
  现在还缺一个脑图，关于Android 的学习必然是一个体系化的过程，下面我分享一下对标腾讯T7架构师的Android学习路线图：
  

以上内容全部免费分享给大家，有需要的同学可以点击：Github自行查看，也可以点击链接Android开发交流，群内获取。

mg_convert/36d1e7770fb44f25a67b8da97800c4b8.png)

以上内容全部免费分享给大家，有需要的同学可以点击：Github自行查看，也可以点击链接Android开发交流，群内获取。

最后

以上就是危机人生为你收集整理的Android Vsync原理简析，Android之内存泄漏调试学习与总结的全部内容，希望文章能够帮你解决Android Vsync原理简析，Android之内存泄漏调试学习与总结所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。