24. 相机性能优化：预览帧率优化、内存管理、Bitmap复用、SurfaceView vs TextureView选择

做Android相机开发，性能优化是个绕不开的坎。我刚开始做这个方向时，总觉得能打开相机、看到画面就完事了。直到有一次，我在一个低端机上跑预览，画面卡得像幻灯片，用户反馈说“这App是不是死机了？”——嗯，从那以后，我再也不敢忽视性能优化了。

说白了，相机性能优化就四个核心方向：预览帧率、内存管理、Bitmap复用、SurfaceView与TextureView的选择。今天咱们一个一个聊透。

24.1 预览帧率优化

帧率这东西，说白了就是一秒钟能刷多少帧画面。人眼看起来流畅的底线是24fps，但相机预览我建议至少跑到30fps。低于这个数，用户就能感觉到“顿挫感”。

我个人习惯在初始化相机时，先查一下设备支持的帧率范围：

CameraCharacteristics characteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraId);
Range<Integer>[] fpsRanges = characteristics.get(CameraCharacteristics.CONTROL_AE_AVAILABLE_TARGET_FPS_RANGES);
// 选一个范围，比如 [30, 30] 表示固定30fps
// 或者 [15, 30] 表示自适应

然后通过 CaptureRequest 设置：

previewRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE, new Range<>(30, 30));

这里有个坑——不是所有设备都能稳定跑30fps。我在项目中遇到过一台老款平板，设置30fps后画面反而更卡。后来发现是它的ISP处理能力跟不上。解决办法是降一档，用25fps。

另外，ImageReader 的回调频率也要控制。如果你每帧都去回调处理，CPU肯定扛不住。我一般会设置一个跳帧逻辑：

private int frameSkip = 2; // 每3帧处理1帧
private int frameCount = 0;

imageReader.setOnImageAvailableListener(reader -> {
    frameCount++;
    if (frameCount % frameSkip != 0) {
        reader.acquireLatestImage().close(); // 直接丢弃
        return;
    }
    // 处理当前帧
    Image image = reader.acquireLatestImage();
    // ... 业务逻辑
}, backgroundHandler);

24.2 内存管理

相机模块是内存消耗大户。一张1920x1080的图片，如果按ARGB_8888算，占多少内存？1920 * 1080 * 4 = 约8MB。如果连续拍几张，内存就炸了。

我见过最夸张的一次，有个同事在回调里每次都 new 一个 Bitmap，结果OOM崩溃。其实，及时释放是基本原则：

• 用 Image.close() 释放每一帧
• 用 Bitmap.recycle() 释放不再用的Bitmap
• 用 WeakReference 持有大对象，避免强引用泄漏

还有一个容易被忽略的点——CameraManager 的 openCamera 调用。每次打开相机都会分配一些native内存。如果你频繁开关相机，记得在 CameraDevice.close() 之后，把相关对象置为null，方便GC回收。

24.3 Bitmap复用

Bitmap复用，说白了就是别频繁创建新Bitmap，而是重用已有的内存空间。Android 3.0之后提供了 inBitmap 选项，可以告诉解码器“你用这块内存就行，别重新分配”。

具体做法：

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inMutable = true; // 必须设为true
options.inBitmap = reusableBitmap; // 传入之前创建的Bitmap

// 解码时就会复用reusableBitmap的内存
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path, options);

这里有个限制——复用的Bitmap尺寸必须大于等于新解码的Bitmap。否则会报错。我习惯维护一个Bitmap池，按尺寸分类存放：

public class BitmapPool {
    private final Map<Integer, Bitmap> pool = new HashMap<>();
    
    public Bitmap get(int width, int height) {
        int key = width * height;
        Bitmap bmp = pool.remove(key);
        if (bmp == null) {
            bmp = Bitmap.createBitmap(width, height, Bitmap.Config.ARGB_8888);
        }
        return bmp;
    }
    
    public void put(Bitmap bmp) {
        int key = bmp.getWidth() * bmp.getHeight();
        pool.put(key, bmp);
    }
}

另外，inSampleSize 也是个好东西。如果你不需要原图分辨率，可以采样缩小：

options.inSampleSize = 2; // 宽高各缩小一半，内存降到1/4

嗯，这里要注意：inSampleSize 必须是2的幂，否则解码器会向下取整。

24.4 SurfaceView vs TextureView选择

这两个东西，很多新手搞不清楚区别。我简单说：

特性	SurfaceView	TextureView
渲染方式	独立窗口，独立Surface	与View共享，在GPU中合成
性能	高，延迟低	稍低，有额外合成开销
动画/变换	不支持（需额外处理）	天然支持（平移、缩放、旋转）
截图	不支持直接截图	支持 getBitmap()
适用场景	纯预览、视频录制	需要动画、滤镜、截图

我个人习惯是：能用SurfaceView就用SurfaceView。为什么？因为它性能更好，延迟更低。相机预览这种高频刷新的场景，SurfaceView是首选。

但如果你需要做美颜、滤镜、或者让预览画面跟着手势缩放旋转，那就得用TextureView。它本质上是把相机画面当成一个纹理，交给GPU处理，灵活性高很多。

我记得有一次，一个项目里用了TextureView做预览，在小米8上跑得挺好，换到红米Note5上就卡成PPT。后来换成SurfaceView，帧率直接从18fps飙到30fps。你想想看，这差距有多大。

最后提一句，SurfaceView的Z轴顺序问题。它默认在所有普通View之上，如果你需要在预览画面上叠加控件，记得用 setZOrderOnTop(false) 或者把SurfaceView放在布局最底层。

---

好了，相机性能优化这块，核心就是这四个点。帧率要稳，内存要省，Bitmap要复用，视图要选对。把这些做到位了，你的相机App基本就稳了。