背景
最近在做APP性能專項測試，視頻剪輯過程中出現多次卡頓掉幀的問題，為了更好地了解出現掉幀卡頓的原因，去查閱了資料并記錄下該文章
過程
視圖渲染過程
了解卡頓原因之前，先了解下視圖渲染過程如下圖：
1、CPU計算顯示的內容（如文本繪制，UI布局計算，視圖創(chuàng)建，圖片解碼等等），然后把計算好的內容提交給GPU
2、GPU 渲染（變換，圖層合成，紋理渲染等）完成后，將渲染結果放入幀緩沖區(qū)
3、視頻控制器會按照 VSync 信號逐行讀取幀緩沖區(qū)的數據，經過可能的數模轉換傳遞給顯示器顯示
備注：
1、顯示器上的所有圖像都是一線一線的掃描上去的（從左到右，從上到下刷新），如下圖：
2、 V-SYNC：即垂直同步信號量，這里的V即垂直的意思；當整個屏幕刷新完畢，即一個垂直刷新周期完成，顯示器會發(fā)出 VSync 信號
3、水平同步可能會出現畫面撕裂的現象（如下圖）。因為畫面的渲染不是整個畫面一起渲染的，是逐行逐列渲染。如果沒有開啟垂直同步，設備配置不夠，則畫面在高速移動中會出現一行還沒刷新完成就出現下一行，進而出現撕裂情況
4、垂直同步就是為了解決畫面撕裂的問題，當開啟垂直同步后，GPU 會等待顯示器的 VSync 信號發(fā)出后，才進行新的一幀渲染和緩沖區(qū)更新。這樣能解決畫面撕裂現象，也增加了畫面流暢度，但需要消費更多的計算資源，也會帶來部分延遲。
5、目前，iOS設備使用雙緩存，并開啟垂直同步，Android是三緩存，并開啟垂直同步（緩存之間怎么切換的呢？？？）
UI 卡頓和掉幀的原因
首先，先了解下基礎的知識：假定設備的刷新率是60HZ，如果頁面的滑動流暢率為60fps，也就是一秒更新60張圖片，人眼上看就是流暢的效果，也就是每隔16.7ms（1/60）就要產生一幀的畫面，即：每隔16.7ms發(fā)出V-SYNC信號，觸發(fā)對UI進行渲染，這一幀的畫面需要由CPU和GPU共同協同完成顯示（詳見上面的視圖渲染過程）
卡頓掉幀原因：
如果在一個 VSync 時間內，CPU花費的時間比較長，留給GPU的時間就比較少，GPU+CPU總時間就可能超過16.7ms，下一幀到來前，沒準備好當下幀的畫面，這時候顯示器還是顯示上一幀的畫面，就出現掉幀，就出現滑動卡頓；
同理，如果GPU花費的時間比較長，總時長也可能超過16.7ms
所以，CPU 和 GPU 不論哪個阻礙了顯示流程，都會造成掉幀現象
滑動流暢性方案
經過上面的分析，為了優(yōu)化掉幀卡頓問題，我們就需要對CPU和GPU的處理過程進行優(yōu)化
減輕CPU壓力
- 對象創(chuàng)建，調整，銷毀放在子線程中做
- 預排版（布局計算，文本計算）放在子線程，主線程有更多時間響應用戶交互
- 預渲染（文本異步繪制、圖片編解碼，圖像繪制）放在子線程
減輕GPU壓力
- 紋理渲染，觸發(fā)離屏渲染，避免離屏渲染，依托cpu異步繪制機制減輕CPU壓力
- 視圖混合：多個視圖層層疊加，合成需要大量計算，減輕視圖層級的復雜性，減輕GPU的壓力，
參考文檔：https://blog.csdn.net/smnisbear/article/details/51170932
Perfdog中的性能指數
先講下以下的幾個參數：
FPS
Frames Per Second；應用界面平均每秒刷新次數，
- Avg(FPS):平均幀率(一段時間內平均FPS)
- Var(FPS):幀率方差(一段時間內FPS方差)，體現幀率的穩(wěn)定性
- Drop(FPS):降幀次數(平均每小時相鄰兩個FPS點下降大于8幀的次數)
備注：幀率低，并不一定是卡頓，如果渲染不是均勻的，即使幀率高，也可能會出現一卡一卡的現象
Jank和BigJank
Jank：1s內卡頓次數
BigJank:1s內嚴重卡頓次數
PerfDog Jank計算方法：
1. 同時滿足以下兩條件，則認為是一次卡頓Jank.
a) 當前幀耗時>前三幀平均耗時2倍。
b) 當前幀耗時>兩幀電影幀耗時(1000ms/242=84ms)。
2. 同時滿足兩條件，則認為是一次嚴重卡頓BigJank.
a) 當前幀耗時>前三幀平均耗時2倍。
b) 當前幀耗時>三幀電影幀耗時(1000ms/243=125ms)。
stutter
測試過程中，卡頓時長的占比。即Stutter(卡頓率)=卡頓時長/總時長
卡頓時長計算：基于Jank的基礎上，一次Jank卡頓，會有一次卡頓時間Jank time。測試過程中可能有多次Jank卡頓，即有多次卡頓時間Jank time。卡頓時長即為多次卡頓時間的和
FrameTime
上下幀畫面顯示時間間隔，也可簡單認為單幀渲染耗時
Avg(FTime):平均幀耗時
測試注意事項
1、流暢度不等于FPS，需要多維度衡量，考慮FPS，Jank，Stutter
2、APP需要關注FPS、Jank及卡頓率。只是需要區(qū)分使用場景，如：
（1）、靜態(tài)頁面窗口
只需關注FPS，理論FPS應該為0，否則，說明有冗余刷新，容易引起手機發(fā)熱及耗電。
（2） 有滾動動畫頁面窗口
只需關注FPS，FPS處于合適值即可，無需高頻刷新。
（3）快速滑動頁面窗口。
需要關注FPS、Jank及卡頓率。手機交互靈敏度就是來源于此，一般滑動狀態(tài)下，幀率越高越好，Jank越小越好。
（4） 播放視頻頁面窗口。
需要關注FPS、Jank及卡頓率，視頻卡頓直接影響用戶。視頻一般幀率18-24幀，Jank=0。比如微信播放視頻、視頻播放器等。
