Android 旗舰机标配的高帧屏(120Hz)，对各位 App 开发者有什么影响？

各大手机厂商发布的旗舰机，都将 90Hz 甚至 120Hz 高帧率流速屏当成了标配，那这对我们实际开发的 App 会不会有影响？原本在 60Hz 下，每帧只需保证 16ms 内绘制完成就可以做到流畅，换到高帧屏中，实际留给我们绘制时间是缩短了的，是否对我们的代码质量要求更高？

推荐一篇文章，来讲讲对此的影响，希望对大家有帮助。

以下文内的 "我" 为文章原作者。

前言

昨天在 IT 之家留言说，如果应用无法满足 120hz 的绘制会怎样？假设如果绘制一帧的时间，如果大于 1/120 秒，哪怕是多了 1 毫秒，就会导致应用在 120Hz 的手机上也就变成了 60Hz。

后来仔细想想，这句话说的并不是特别严谨，为什么这么说呢？

一、证明我的观点

首先我写一个 demo 来证明我的观点。

1.1 满帧的应用

public class MyTextView extends TextView {
    int i = 0;    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        if (i < 6) {
            this.post(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    MyTextView.this.setText(i++ + "");
                }
            });
        }
    }
}

我写了一个只绘制 6 帧的一个界面，Activity 中包含这个 MyTextView，通过抓 Trace 可以看到，下面这个 6 帧绘制图，都是在一个 Vsync 周期（ 图中黑白相见的色块，均是一个 Vsync 周期 ）绘制一帧。

为什么第一帧会有点延迟，主要是因为启动时，主线程在干了些其他事情，好在绘制花不了太多时间。

大概绘制也就 3 毫秒左右，毕竟界面简单。

1.2 帧数减半的应用

public class MyTextView extends TextView {
    int i = 0;
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        try {
            Thread.sleep(16);
        } catch (Exception e) {
        }
        if (i < 6) {
            this.post(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    MyTextView.this.setText(i++ + "");
                }
            });
        }
    }
}

我手动人为在 MyTextView.onDraw() 方法中 sleep 了 16 毫秒，来模拟很多应用实现的不好，导致绘制耗时的情况，例如 View 层级厉害复杂，甚至在 onDraw() 方法中进行文件读写。

通过抓 trace 可以看到，原本之前的例子( 1.1 )中 6 帧由 6 个时间周期绘制完成，现在变成了 6 帧由 12 个时间周期完成了。

1.3 小结

这就是我一直想说的一个观点， 120Hz 的手机体验不一定有 90Hz 的手机好的原因，一旦主线程一次 traversal（一次 ViewRootImpl 的 onDraw() 的遍历）的时间超出了 vsync 的时间周期 1/120s，就会导致帧率直接砍半，降为 60 帧 ，90Hz 可以让这个折半降帧率的现象减少。

二、绘制一帧指的是什么

为什么我说我的观点不准确？其实是我太笼统的定义了绘制一帧这个词。

在硬件加速开启的情况下：

• 如果我将绘制一帧的时间定义成： 主线程一次 traversal ，那我说的话是正确的。

• 如果我将绘制一帧的时间定义成： 主线程一次 traversal + renderthread 一次渲染 ，那我说的话是不严谨的。

2.1 引发我思考的 trace

因为要让主线程一次 traversal + renderthread 超时不是特别好写 demo，我就用一个昨天引发我思考的一个 trace 给大家讲解一下。

大家从第一个黄色 F 的圆圈开始看。

UI Thread 的 doFrame + RenderThread 的 DrawFrame 的时间超出了一个 Vsync 周期，接下来每一帧的情况，都是按照第一帧绘制的情况一样的情况运行，最好造成的现象就是虽然帧数是满帧，但是每一帧其实都是延迟显示的。

用一句哲学的话来概括就是： 你眼睛看到任何事物，其实都是事物过去的样子 。

假如主线程一次 traversal + renderthread 一次渲染时间超出了 vsync 周期不多，这样子的应用大概率是可以满帧运行（ 满帧不代表显示正常 ）。

我上面一句话中用了不多，大概率这种模糊的文字，因为这个情况下能否满帧的临界点比较难定义。

2.2 如何定义这个 120 变成 60 帧的临界点

继续下面这个图，你会发现 UI Thread 的 doFrame 会非常 happy 的按照 Vsync 信号执行，但是下面 renderthread 已经忙的不可开交了。

其实第一帧已经延迟了，假如运气不好导致了 drawframe 的时间横跨了 2 个 Vsync 周期，还是会导致丢帧，这个时候就从 120 帧降为 60 帧。

三、总结

3.1 理想中的结论

假设开启硬件加速，一帧绘制的时间 = UI 线程（ T1 ）+ RenderThread 线程（ T2 ）。

那么 Vsync 时间的周期是 1/120s，约等于 8.3ms，此时：

• 如果 16.6ms > T1 > 8.3ms，会导致从 120 帧降为 60 帧。

• 如果 T1 <8.3ms，16.6ms> T1 + T2 > 8.3ms，虽然还是满帧，但是你看到的永远是前一帧的画面。

• 如果 T1 + T2 > 16.6ms，毫无疑问会导致从 120 帧降为 60 帧。

上面理论看起来是很完美的结论，千万别把这个当做定理去记忆，因为现实会比这些情况复杂的多。

3.2 显示中的结论

可能会有人说现在 CPU，GPU 那么强，怎么可能会超时呢？

举个微信在 865 的手机上，滑动消息列表的例子，T1 约等于 6ms，T1 + T2 约等于 8.2ms。

这还并不是太过复杂的界面，大家会发现，6ms 已经很接近 8.3ms 了。

3.3 给开发者的建议

对于要适配 120hz 手机的应用的工程师，你们要注意以下事情。

1. 避免 T1 > 8.3ms，也就是要减少主线程干的活，要减少一次 draw 的时间。千万别在 draw 的流程进行文件访问或者 sleep。

2. 避免在滑动响应的时候 T1+T2 > 8.3ms，虽然界面在显示的时候，推迟一帧用户是察觉不了的，但是在滑动的响应中如果推迟一帧，可能会影响 "跟手" 的体验。

3. 千万别关闭硬件加速，一旦关闭硬件加速 T1+T2 > 8.3ms 就会导致 120 降为 60 帧。

四、尾巴

说到这里，如果听得懂我在说什么的人，应该能懂我想表达的意思。

如果不懂我说的什么的人，希望你去补一下以下知识点，再回过头来看这个文章。

知识点 1：

TextView.setText 到屏幕显示文字，整个过程发生了什么。

知识点 2：

硬件加速之后，主线程（ UI Thread ）和 RenderThread 之间的协同工作的方式。

知识点 3：

APP 界面和 SurfaceFlinger 之间的关系

可能会有人说，你揪那么细致干嘛，对于用户来说，掉了几帧的影响也不大，，但是对于性能优化工程师来说，有时候就是要纠结那几个丢帧的情况，只有做好了每一帧的完美绘制，才能给用户带来最完美的用户体验。

- End -

文章看完了，最后我换个角度补充一些观点。

手机硬件虽然增加了高帧屏，确实看似对每一帧绘制的时间要求更短了，但别忘了，在升级屏幕的同时，对其他硬件（ CPU、GPU、ROM等 ）也做了相应的升级。虽然留给我们的刷新时间缩短了，但计算和渲染绘制的能力，也相应的提高了。

那么到具体的代码上，你在旧手机上绘制一帧需要 10ms 的代码，在 120Hz 的旗舰机上可能只需要 6ms，两相抵消之下问题不会太大。

所以最后核心还是在日常编码的过程中，随时注意性能的问题。管他高帧低帧，领导觉得" 不 跟手 "，咱就嘚优化。

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