在Android开发中，用户体验是最为重要的。其中之一就是应用的流畅性。在日常使用App时，用户经常会遇到卡顿、掉帧等问题，这会给用户带来极差的使用体验，甚至可能会影响应用的用户留存率。因此，为了提高应用的流畅性，我们需要了解Choreographer管理的相关知识。
一、Choreographer是什么
Choreographer是Android系统提供的一个管理UI线程的工具。它负责协调每一帧的绘制任务，让UI线程在16ms（1秒/60帧）的时间内完成每一帧绘制的工作，从而达到流畅的效果。Choreographer对于Android应用的流畅性至关重要，因为它能够及时识别掉帧的情况，并及时处理掉帧产生的原因，从而提高应用的流畅性。
二、Choreographer的工作原理
Choreographer主要分为三个部分：VSYNC、预布局和任务分发。
VSYNC是指屏幕刷新的垂直同步。Android系统会以60帧/秒的刷新率不断更新屏幕。当VSYNC信号发生时，Choreographer就会启动预布局过程。预布局包括了视图测量、布局和绘制操作，它们需要在下一帧显示之前完成。预布局完成后，Choreographer会将以下几类任务分发到UI线程中执行：
- 测量任务，包括对视图大小的测量等；
- 布局任务，包括对视图位置的布局等；
- 绘制任务，包括对视图内容的绘制等。
如果在16ms的时间内，UI线程完成了上述任务，则Choreographer不会发现任何问题。如果不能在规定的时间内完成，Choreographer就会认为发生了掉帧的情况。此时，它会使用Graphics Timing Debug工具来记录掉帧的时间和位置，并将相关的信息发送给开发者，方便我们找到掉帧问题的原因。
三、如何使用Choreographer提高应用流畅性
1. 优化UI线程的任务
通过从UI线程中减少测量、布局和绘制任务的数量，可以降低应用发生掉帧的概率。以下是一些可以优化UI线程任务的方法：
- 使用RecyclerView等可以进行复用的控件，避免频繁地创建和销毁View；
- 使用硬件加速，可以通过在View或者Activity上设置硬件加速来提高绘制速度；
- 尽量避免在UI线程中执行耗时的操作，如IO操作、网络请求等。
2. 使用Choreographer相关API进行监控
Choreographer提供了一些API来监控应用的帧率、掉帧情况等。可以使用这些API来找到掉帧的位置和原因，进行相应的优化，从而提高应用流畅性。
Choreographer.FrameCallback mFrameCallback = new Choreographer.FrameCallback() {
@Override
public void doFrame(long frameTimeNanos) {
if (mStartFrameTimeNanos == 0) {
mStartFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
}
long consumeTime = (frameTimeNanos - mStartFrameTimeNanos) / 1000000;
if (consumeTime > 16) {
Log.w(TAG, "Consume time warning! Cost time: " + consumeTime + "ms");
}
mStartFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);
}
};
Choreographer.getInstance().postFrameCallback(mFrameCallback);
在上述代码中，我们使用了Choreographer.postFrameCallback()方法来注册回调函数，当有新的VSYNC信号发生时，Choreographer会调用该回调函数。在回调函数中，我们可以获取每一帧的处理时间，如果处理时间超过16ms，则输出相应的日志信息。
3. 使用FrameMetricsListener API获取详细信息
在Android 8.0及以上的版本中，Choreographer提供了FrameMetricsListener API，可以用来获取比Choreographer.FrameCallback更为详细的帧率、掉帧信息等。以下是使用FrameMetricsListener API的示例代码：
FrameMetricsListener mFrameMetricsListener = new FrameMetricsListener() {
@Override
public void onFrameMetricsAvailable(Window window, FrameMetrics frameMetrics, int dropCountSinceLastInvocation) {
long vsyncTimestamp = frameMetrics.getVsyncTimestampNanos();
long frameStart = frameMetrics.getMetric(FrameMetricsConstants.ANIMATION_START_TIME);
long frameEnd = frameMetrics.getMetric(FrameMetricsConstants.DRAW_START_TIME);
long renderTime = frameEnd - frameStart;
Log.i(TAG, "Frame start: " + frameStart + " Frame end: " + frameEnd + " Render time: " + renderTime);
}
};
getWindow().addOnFrameMetricsAvailableListener(mFrameMetricsListener, new Handler());
在上述代码中，我们使用了FrameMetricsListener.onFrameMetricsAvailable()方法来获取帧率、掉帧等更为详细的信息。在该方法中，我们可以获取每一帧的渲染信息，如动画开始时间、绘制开始时间、渲染时间等。
四、总结
Choreographer是Android系统提供的一个管理UI线程的工具，负责协调每一帧的绘制任务，让UI线程在16ms的时间内完成每一帧绘制的工作，提高应用的流畅性。在使用Choreographer时，我们可以通过优化UI线程任务、监控帧率、掉帧等信息，来找到掉帧问题的原因，进行相应的优化。这样可以大大提高应用的用户体验。
