View系列：硬件加速-一一网

本文为过往笔记整理，在此只作记录，不做严谨的技术分享。

所谓硬件加速，指的是把某些计算工作交给专门的硬件来做，而不是和普通的计算工作一样交给 CPU 来处理。这样不仅减轻了 CPU 的压力，而且由于有了「专人」的处理，这份计算工作的速度也被加快了。这就是「硬件加速」。

而对于 Android 来说，硬件加速有它专属的意思：在 Android 里，硬件加速专指把 View 中绘制的计算工作交给 GPU 来处理。进一步地再明确一下，这个「绘制的计算工作」指的就是把绘制方法中的那些 Canvas.drawxxx() 变成实际的像素这件事。

Android 3.0（API 11）开始，2D 渲染管道支持硬件加速，在 View 画布上执行的所有绘制操作都会使用 GPU。
如果目标 API 为 14 及更高级别，则硬件加速默认启用。
如果应用仅使用标准视图和 Drawable，则全局启用硬件加速不会造成任何不良绘制效果。
不过，并非所有 2D 绘制操作都支持硬件加速，因此启用硬件加速可能会影响部分自定义视图或绘制调用。
Android 允许在多个级别选择是启用还是停用硬件加速。
启用硬件加速需要更多资源，因此应用会占用更多内存。

控制硬件加速

App

 <application android:hardwareAccelerated="true" ...>
复制代码

Activity

    <application android:hardwareAccelerated="true">
        <activity ... />
        <activity android:hardwareAccelerated="false" />
    </application>
复制代码

Window

目前在窗口级别无法停用硬件加速

    //开启
	getWindow().setFlags(
        WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED,
        WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED);
复制代码

View

目前在视图级别无法启用硬件加速

    myView.setLayerType(View.LAYER_TYPE_SOFTWARE, null);// 关闭
复制代码

确定是否经过硬件加速

如果 View 已附加到硬件加速窗口，则 **View.isHardwareAccelerated() **会返回 true。
如果 Canvas 经过硬件加速，则**Canvas.isHardwareAccelerated() **会返回 true

绘制模型（原理）

软件绘制：使用CPU绘制到Bitmap，然后把Bitmap渲染到屏幕
硬件绘制：CPU把绘制内容转换成GPU操作，由GPU负责真正的绘制

在硬件加速关闭的时候：

Canvas绘制的工作方式是：把要绘制的内容写进一个 Bitmap，在之后的渲染过程中，这个 Bitmap的像素内容被直接渲染到屏幕。
这种绘制方式的主要计算工作在于把绘制操作转换为像素的过程，这个过程的计算是由 **CPU **来完成的。大致就像这样：

在硬件加速开启时：

Canvas的工作方式改变了：CPU只是把绘制的内容转换为GPU 的操作保存了下来，然后就把它交给 GPU，最终由 GPU 来完成实际的显示工作。大致是这样：

硬件加速更快的原因：

GPU分摊了工作，并且GPU计算效率更快
绘制机制的改变，导致界面内容改变时的刷新效率极大提高。
（invalidate()时，其父View到顶层View不再都刷新）

硬件加速缺点：

兼容性问题
由于使用GPU(暂时)无法完成某些绘制，因此对于一些特定的API，需要关闭硬件加速，转回到使用CPU进行绘制

自定义绘制时，参看api兼容性
所有的原生自带控件，都没有用到 API 版本不兼容的绘制操作，可以放心使用

离屏缓冲

从 Android 3.0（API 级别 11）开始，可以通过 View.setLayerType()方法更好地控制如何及何时使用层。视图可以使用以下三种层类型之一：

LAYER_TYPE_NONE：视图正常渲染，不受屏幕外缓冲区支持。这是默认行为。
LAYER_TYPE_HARDWARE：如果应用经过硬件加速，视图在硬件中渲染为硬件纹理。如果应用未经过硬件加速，此层类型的行为方式与 LAYER_TYPE_SOFTWARE 相同。
LAYER_TYPE_SOFTWARE：使用软件来渲染视图，绘制到Bitmap。并顺便关闭硬件加速

所谓 View Layer，又称为离屏缓冲（Off-screen Buffer），它的作用是单独启用一块地方来绘制这个 View ，而不是使用软件绘制的 Bitmap 或者通过硬件加速的 GPU。

这块「地方」可能是一块单独的 Bitmap，也可能是一块 OpenGL 的纹理（texture，OpenGL 的纹理可以简单理解为图像的意思），具体取决于硬件加速是否开启。采用什么来绘制 View 不是关键，关键在于当设置了 View Layer 的时候，它的绘制会被缓存下来，而且缓存的是最终的绘制结果，而不是像硬件加速那样只是把 GPU 的操作保存下来再交给 GPU 去计算。通过这样更进一步的缓存方式，View 的重绘效率进一步提高了：只要绘制的内容没有变，那么不论是 CPU 绘制还是 GPU 绘制，它们都不用重新计算，而只要只用之前缓存的绘制结果就可以了。

基于这样的原理，在进行移动、旋转等**无需调用 invalidate()**的属性动画的时候，开启 Hardware Layer 将会极大地提升动画的效率，因为在动画过程中 View 本身并没有发生改变，只是它的位置或角度改变了，而这种改变是可以由 GPU 通过简单计算就完成的，并不需要重绘整个 View。所以在这种动画的过程中开启 Hardware Layer，可以让本来就依靠硬件加速而变流畅了的动画变得更加流畅。

注意：只有在对 translationX 、translationY、 rotation、 alpha 等无需调用 invalidate() 的属性做动画的时候，这种方法才适用。因为这种方法本身利用的就是当界面不发生时，缓存未更新所带来的时间的节省。所以简单地说 这种方式不适用于基于自定义属性绘制的动画。

总结：

setLayerType(LAYER_TYPE_SOFTWARE)， “顺带”关闭硬件加速
关键点：translationX、 translationY 、rotation 、alpha 等无需调用 invalidate() 的属性做动画时，才适用
不适用于基于自定义属性绘制的动画

使用

view.setLayerType

    // 开启离屏缓存（软件渲染位图，并关闭硬件加速）
	myView.setLayerType(View.LAYER_TYPE_SOFTWARE, null);
	// 开启离屏缓存（硬件渲染位图，此时不一定正在硬件加速奥）
	myView.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, null);

	//硬件层会占用内存，因此仅在动画播放期间启用，然后在动画结束后停用
    ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(view, "rotationY", 180);
    animator.addListener(new AnimatorListenerAdapter() {
        @Override
        public void onAnimationEnd(Animator animation) {
            view.setLayerType(View.LAYER_TYPE_NONE, null);// 关闭缓存
        }
    });
    animator.start();


	// withLayer() 可以自动完成上面这段代码的复杂操作
	view.animate()
        .rotationY(90)
        .withLayer(); 
复制代码

class RoundRectCoverView(context: Context, attrs: AttributeSet) : View(context, attrs) {
    private val paint = Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG)
    private val porterDuffXfermode = PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.SRC_OUT)
  
    init {
        //开启View级别的离屏缓冲,并关闭硬件加速，使用软件绘制
        setLayerType(LAYER_TYPE_SOFTWARE, null)
    }
    override fun onDraw(canvas: Canvas) {
        canvas.drawRoundRect(mPadding, mPadding, width - mPadding, 
                             height - mPadding, mRoundCorner, mRoundCorner, paint)
        paint.color = mCoverColor
        paint.xfermode = porterDuffXfermode
        canvas.drawRect(0f, 0f, width.toFloat(), height.toFloat(), paint)
        paint.xfermode = null
    }
复制代码

canvas.saveLayer

    override fun onDraw(canvas: Canvas) {
         //Canvas的离屏缓冲
          val count = canvas.saveLayer(bounds, paint)
          canvas.withSave {
              canvas.drawColor(mCoverColor)
              canvas.clipPath(clipPath)
              canvas.drawColor(Color.TRANSPARENT, PorterDuff.Mode.SRC)
          }
          //把离屏缓冲的内容,绘制到View上去
          canvas.restoreToCount(count)
    }
复制代码

对比：

setLayerType: 把整个View都绘制在离屏缓冲中
saveLayer：把部分View内容绘制在离屏缓冲中（优先使用该方式）

硬件加速与离屏渲染的关系

硬件加速和离屏渲染分别是两个概念，只是有关系而已

硬件加速：把 View 中绘制的计算工作交给 GPU 来处理，并显示出来
离屏渲染：有没有开启硬件加速，都会单独启用一块地方来绘制 View
- LAYER_TYPE_SOFTWARE：使用软件来渲染视图，绘制到Bitmap。并顺便关闭硬件加速
- LAYER_TYPE_HARDWARE：
  - 如果应用经过硬件加速，视图在硬件中渲染为硬件纹理。
  - 如果应用未经过硬件加速，此层类型的行为方式与 LAYER_TYPE_SOFTWARE 相同。