作為嚴(yán)重影響Android口碑問題之一的UI流暢性差的問題，首先在Android 4.1版本中得到了有效處理讼稚。其解決方法就是本文要介紹的Project Butter。
Project Butter對(duì)Android Display系統(tǒng)進(jìn)行了重構(gòu)，引入了三個(gè)核心元素毫别，即VSYNC、Triple Buffer和Choreographer辟汰。其中列敲， VSYNC是理解Project Buffer的核心。VSYNC是Vertical Synchronization（垂直同步）的縮寫帖汞，是一種在PC上已經(jīng)很早就廣泛使用的技術(shù)戴而。 可簡單的把它認(rèn)為是一種定時(shí)中斷。
接下來翩蘸，將圍繞VSYNC來介紹Android Display系統(tǒng)的工作方式所意。請(qǐng)注意，后續(xù)討論將以Display為基準(zhǔn)，將其劃分成16ms長度的時(shí)間段扶踊， 在每一時(shí)間段中泄鹏，Display顯示一幀數(shù)據(jù)（相當(dāng)于每秒60幀）。時(shí)間段從1開始編號(hào)秧耗。
首先是沒有VSYNC的情況:
由上圖可知
- 時(shí)間從0開始备籽，進(jìn)入第一個(gè)16ms：Display顯示第0幀，CPU處理完第一幀后分井，GPU緊接其后處理繼續(xù)第一幀车猬。三者互不干擾，一切正常尺锚。
- 時(shí)間進(jìn)入第二個(gè)16ms：因?yàn)樵缭谏弦粋€(gè)16ms時(shí)間內(nèi)珠闰，第1幀已經(jīng)由CPU，GPU處理完畢瘫辩。故Display可以直接顯示第1幀伏嗜。顯示沒有問題。但在本16ms期間杭朱，CPU和GPU 卻并未及時(shí)去繪制第2幀數(shù)據(jù)（注意前面的空白區(qū)）阅仔，而是在本周期快結(jié)束時(shí)辜纲，CPU/GPU才去處理第2幀數(shù)據(jù)误堡。
- 時(shí)間進(jìn)入第3個(gè)16ms，此時(shí)Display應(yīng)該顯示第2幀數(shù)據(jù)锅铅，但由于CPU和GPU還沒有處理完第2幀數(shù)據(jù)刃唐，故Display只能繼續(xù)顯示第一幀的數(shù)據(jù)羞迷，結(jié)果使得第1 幀多畫了一次（對(duì)應(yīng)時(shí)間段上標(biāo)注了一個(gè)Jank）。
- 通過上述分析可知画饥，此處發(fā)生Jank的關(guān)鍵問題在于衔瓮，為何第1個(gè)16ms段內(nèi)，CPU/GPU沒有及時(shí)處理第2幀數(shù)據(jù)抖甘？原因很簡單热鞍，CPU可能是在忙別的事情（比如某個(gè)應(yīng)用通過sleep 固定時(shí)間來實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的逐幀顯示），不知道該到處理UI繪制的時(shí)間了衔彻∞背瑁可CPU一旦想起來要去處理第2幀數(shù)據(jù)，時(shí)間又錯(cuò)過了艰额！
為解決這個(gè)問題澄港，Project Buffer引入了VSYNC，這類似于時(shí)鐘中斷柄沮。結(jié)果如圖所示：
由圖可知回梧，每收到VSYNC中斷废岂，CPU就開始處理各幀數(shù)據(jù)。整個(gè)過程非常完美狱意。 不過湖苞，仔細(xì)琢磨圖2卻會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)新問題：圖2中，CPU和GPU處理數(shù)據(jù)的速度似乎都能在16ms內(nèi)完成髓涯，而且還有時(shí)間空余袒啼，也就是說，CPU/GPU的FPS（幀率纬纪，F(xiàn)rames Per Second）要高于Display的FPS蚓再。確實(shí)如此。由于CPU/GPU只在收到VSYNC時(shí)才開始數(shù)據(jù)處理包各，故它們的FPS被拉低到與Display的FPS相同摘仅。但這種處理并沒有什么問題，因?yàn)锳ndroid設(shè)備的Display FPS一般是60问畅，其對(duì)應(yīng)的顯示效果非常平滑娃属。 如果CPU/GPU的FPS小于Display的FPS，會(huì)是什么情況呢护姆？請(qǐng)看下圖：
由圖可知：
- 在第二個(gè)16ms時(shí)間段矾端，Display本應(yīng)顯示B幀，但卻因?yàn)镚PU還在處理B幀卵皂，導(dǎo)致A幀被重復(fù)顯示秩铆。
- 同理，在第二個(gè)16ms時(shí)間段內(nèi)灯变，CPU無所事事殴玛，因?yàn)锳 Buffer被Display在使用。B Buffer被GPU在使用添祸。注意滚粟，一旦過了VSYNC時(shí)間點(diǎn)， CPU就不能被觸發(fā)以處理繪制工作了刃泌。
為什么CPU不能在第二個(gè)16ms處開始繪制工作呢凡壤？原因就是只有兩個(gè)Buffer。如果有第三個(gè)Buffer的存在耙替，CPU就能直接使用它鲤遥， 而不至于空閑。出于這一思路就引出了Triple Buffer林艘。結(jié)果如圖所示：
由圖可知： 第二個(gè)16ms時(shí)間段，CPU使用C Buffer繪圖混坞。雖然還是會(huì)多顯示A幀一次狐援，但后續(xù)顯示就比較順暢了钢坦。 是不是Buffer越多越好呢？回答是否定的啥酱。由圖4可知爹凹，在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)，CPU繪制的第C幀數(shù)據(jù)要到第四個(gè)16ms才能顯示镶殷， 這比雙Buffer情況多了16ms延遲禾酱。所以，Buffer最好還是兩個(gè)绘趋，三個(gè)足矣颤陶。
以上對(duì)VSYNC進(jìn)行了理論分析，其實(shí)也引出了Project Buffer的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)： 核心關(guān)鍵：需要VSYNC定時(shí)中斷陷遮。 Triple Buffer：當(dāng)雙Buffer不夠使用時(shí)滓走，該系統(tǒng)可分配第三塊Buffer。 另外帽馋，還有一個(gè)非常隱秘的關(guān)鍵點(diǎn)：即將繪制工作都統(tǒng)一到VSYNC時(shí)間點(diǎn)上搅方。這就是Choreographer的作用。在它的統(tǒng)一指揮下绽族，應(yīng)用的繪制工作都將變得井井有條姨涡。
