深入了解 Flutter 的高性能图形渲染

1、Flutter直接运行在Dart上,而Dart可以直接集成Skia,同步升级更方便,其他的APP开发方式需要先通过安卓框架才能调用到Skia,Dart明显比其他开发方式少了一步,这里也是性能优于其他应用的核心原因所在,另外,如果想要升级或者用最新的Skia版本,需要先升级安卓版本,这个就非常被动了,Dart却可以非常便捷的升级最新版本的Skia。一张图看到Skia在其中的重要作用,自己体会。

调用方式对比图

2、Skia开源图形引擎,隶属于Google的一个项目,用于Chrome,Android,Firefox,Sublime,Adobe...

3、FLutter直接调用Skia拥有媲美原生的高性能,16ms60帧算是一个标准,如果离这个标准差的越远,则看到的绘图效果就会卡顿或不连续。下面对Flutter调用Skia的情况进行分析:

flutter run --profile --trace-skia

输入命令


命令展示界面

打开提示地址:http://127.0.0.1:53649

时间轴

可以放大process中帧数显示,可以看到Skia函数的调用情况,选中某些函数,可以看到调用的函数个数以及函数调用花费的时间

4、flutter screenshot捕捉SkPicture,可以单步检测每一条绘图指令

flutter screenshot --type=skia --obervatory-port=<port>

Fluter将一帧录制成SkPicture(skp)送给Skia进行渲染。捕捉skp,并利用debugger.skia.org我们可以单步分析每一条绘图指令。

录制skp

执行完指令后,选择录制好的skp文件,点击“UPLOAD”,如下图所示,可以看到每条绘图指令的执行情况。

skp渲染


调用函数图

可以很清楚的看到冗余渲染,有针对性的进行优化,例如前面的图形被后面的背景板挡住了,我们清除后面的背景板,用命令表达如下图。

清除多余帧数


改进后的界面
改进后调用函数图

5、容易成为性能瓶颈的Skia函数

saveLayer:每调用一次需要在GPU中分配一块新的绘图缓冲区,并告诉GPU,切换绘图目标,这个过程非常耗时,尤其在老的设备上。

clipPath:一旦调用,每一个绘图指令都需要和clipPath做交互

如果在Flutter的App中,尽量减少上述两个函数的调用,性能能够提升2倍以上

例如下面的skp,优化前需要13ms,使用saveLayer多达35次

优化前
优化前saveLayer具体调用

优化后只需要8s-10ms的渲染时间,调用了一次saveLayer

优化后
优化后调用次数

Skia的渲染过程是异步的,先预处理,然后统一渲染,所以上面所展示的具体秒数只是预处理时间,具体消耗巨大性能是在SkCanvas::Flush里,所以如果saveLayer次数增加对于Flutter的APP的性能影响非常大。

SkCanvas::Flush

这些消耗性能的函数会出现在哪里?

消耗性能的地方

6、总结:如何处理Flutter性能问题

a、捕捉timeline(flutter --profile --trace-skia...)

b、捕捉skp(flutter screenshot --type=skia)

c、给谷歌发邮件

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