App启动速度优化

2022-05-05 18:06:06

谷歌官方文档：https://developer.android.com/topic/performance/launch-time.html#common

一、app启动方式

启动方式分为两种：冷启动、热启动、温启动。

1. 冷启动

启动app时，后台没有app的进程，或者进程被killed，这叫冷启动。冷启动因为系统会重新创建一个新的进程分配给它，所以会先创建和初始化Application类，再创建和初始化MainActivity类（包括一系列的测量、布局、绘制），最后显示在界面上。

2. 热启动

启动app时，后台已有app的进程（例：按back键、home键，应用虽然会退出，但是该应用的进程是依然会保留在后台，可进入任务列表查看），所以在已有进程的情况下，这种启动会从已有的进程中来启动应用，这个方式叫热启动。
热启动因为会从已有的进程中来启动，所以热启动就不会走Application这步了，而是直接走MainActivity（包括一系列的测量、布局、绘制），所以热启动的过程只需要创建和初始化一个MainActivity就行了，而不必创建和初始化Application，因为一个应用从新进程的创建到进程的销毁，Application只会初始化一次。

3. 温启动

介于冷启动和热启动之间, 一般来说在以下两种情况下发生:
用户back退出了App, 然后又启动. App进程可能还在运行, 但是activity需要重建。用户退出App后, 系统可能由于内存原因将App杀死, 进程和activity都需要重启, 但是可以在onCreate中将被动杀死锁保存的状态(saved instance state)恢复。

通过三种启动状态的相关描述, 可以看出我们要做的启动优化其实就是针对冷启动. 热启动和温启动都相对较快.

二、app启动流程

这里是冷启动流程。在安卓系统上，应用在没有进程的情况下，应用的启动都是这样一个流程：当点击app的启动图标时，安卓系统会从Zygote进程中fork创建出一个新的进程分配给该应用，之后会依次创建和初始化Application类、创建MainActivity类、加载主题样式Theme中的windowBackground等属性设置给MainActivity以及配置Activity层级上的一些属性、再inflate布局、当onCreate/onStart/onResume方法都走完了后最后才进行contentView的measure/layout/draw显示在界面上，所以直到这里，应用的第一次启动才算完成，这时候我们看到的界面也就是所说的第一帧。

00=>start: Application的构造器方法
01=>operation: attachBaseContext() 
02=>operation: onCreate方法
03=>operation: Activity 的构造方法
04=>operation: onCreate()
05=>operation: 配置主题背景等属性
06=>operation: onStart()
07=>operation: onResume()
08=>end: 测量布局绘制显示在界面上

00->01->02->03->04->05->06->07->08->09

三、测量app启动时间

应用的启动时间：点击应用icon开始创建出一个新的进程直到看到了界面上的第一帧，这段时间就是应用的启动时间。

1.方式一：通过adb shell命令的方式进行测量，这种方法测量的最为精准

$ adb shell am start -W [packageName]/[packageName.LaunchActivity]

执行成功后返回三个测量得到的时间：

**ThisTime : **一般和TotalTime时间一样，除非在应用启动时开了一个透明的Activity预先处理一些事再显示出主Activity，这样将比TotalTime小。
**TotalTime : **应用的启动时间，包括创建进程+Application初始化+Activity初始化到界面显示。
**WaitTime : **一般比TotalTime大点，包括系统影响的耗时。
举个栗子，下面是对全视频的启动时间测量：

冷启动时间：

C:\Users\luguoqiang>adb shell am start -W com.qsp.launcher/com.qsp.launcher.Spla
shActivity
Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.L
AUNCHER] cmp=com.qsp.launcher/.SplashActivity }
Status: ok
Activity: com.qsp.launcher/.SplashActivity
ThisTime: 957
TotalTime: 957
WaitTime: 977
Complete

热启动时间：

C:\Users\luguoqiang>adb shell am start -W com.qsp.launcher/com.qsp.launcher.Spla
shActivity
Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.L
AUNCHER] cmp=com.qsp.launcher/.SplashActivity }
Status: ok
Activity: com.qsp.launcher/.SplashActivity
ThisTime: 284
TotalTime: 284
WaitTime: 312
Complete

2. 方式二：利用`Traceview`性能分析工具

生成trace文件
Traceview是一个性能分析工具, 主要是分析当前线程情况, 各个方法执行时间等，Android studio内置的工具。
在Application的onCreate开始和结尾打上trace

Debug.startMethodTracing("App");
...
Debug.stopMethodTracing();

运行程序，会在设备的sd卡上生成一个App.trace文件，注意不要忘记加权限。

DDMS中进行分析

1478350802035.png

在下方的方法区点击"Real Time/Call", 按照方法每次调用耗时降序排.
耗时超过500ms都是值得注意的。

3. 方式三：Time to initial display

从 4.4 (API 19) 开始，logcat会输出带有 Diaplay 的 log 。该值代表从app启动进程到完成Activity第一次绘制的时候完成了下一个刘流程：
举个栗子，全视频的启动时间的如下

1478489524776.png

4.方式四：`NimbleDroid`Android 应用性能分析服务

四、怎样优化

Application 的 onCreate()中加入了许多耗时的操作，把这些初始化的操作放在一个单独的线程中处理。

1. 利用`InitializeService`的`IntentService`来做初始化工作

//TODO IntentService不同于Service，具体不同需要搜索资料

[InitializeService.java]
public class InitializeService extends IntentService {

    private static final String ACTION_INIT_WHEN_APP_CREATE = "com.demo.service.action.INIT";

    public InitializeService() {
        super("InitializeService");
    }

    public static void start(Context context) {
        Intent intent = new Intent(context, InitializeService.class);
        intent.setAction(ACTION_INIT_WHEN_APP_CREATE);
        context.startService(intent);
    }

    @Override
    protected void onHandleIntent(Intent intent) {
        if (intent != null) {
            final String action = intent.getAction();
            if (ACTION_INIT_WHEN_APP_CREATE.equals(action)) {
                performInit();
            }
        }
    }

    private void performInit() {
        AppLog.d("performInit begin:" + System.currentTimeMillis());
        // 这里进行一些耗时性的初始化,需要注意某些初始化的操作不能在子线程中执行。
        ...
        // init crash helper
        CrashHelper.init(this.getApplicationContext());
        // init Push
        PushPlatform.init(this.getApplicationContext());
        ...
        AppLog.d("performInit end:" + System.currentTimeMillis());
    }
}

Application中的onCreate()处用法如下

public class MyApplication extends MultiDexApplication {

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        ...
        InitializeService.start(this);
    }
}

五、启动页开启前的白屏or黑屏优化

初始化首屏的Activity过程中（或者说在等待第一帧显示的时间里）屏幕会显示一个空白/黑色的窗口(颜色基于主题)，直至首屏Activity完全启动。
这个空白的窗口跟主题相关，所以可以从首屏的主题入手。
给Splash界面加上一个主题，这个主题会在现实第一帧前提前显示在界面上，设置想要展示的背景。
做一个splash背景

[logo_splash.xml]
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<layer-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <!-- 底层白色 -->
    <item android:drawable="@color/white" />

    <!-- 顶层Logo居中 -->
    <item>
        <bitmap
            android:gravity="center"
            android:src="@drawable/ic_github" />
    </item>
</layer-list>

自定义splashTheme主题

[styte.xml]
<style name="SplashTheme" parent="AppTheme">
    <item name="android:windowBackground">@drawable/logo_splash</item>
</style>

将一个什么不渲染的布局的Activity作为启动页

public class LogoSplashActivity extends BaseActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        // 注意, 这里并没有setContentView, 单纯只是用来跳转到相应的Activity.
        // 目的是减少首屏渲染

        if (AppPref.isFirstRunning(this)) {
            IntroduceActivity.launch(this);
        }
        else {
            MainActivity.launch(this);
        }
        finish();
    }
}

在AndroidMainfest.xml设置为启动屏，并加上主题

<activity
  android:name=".ui.module.main.LogoSplashActivity"
  android:screenOrientation="portrait"
  android:theme="@style/SplashTheme">
  <intent-filter>
      <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>
      <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
  </intent-filter>
</activity>

参考博客：
(TraceView 性能分析工具)[http://mouxuejie.com/blog/2016-02-25/android-tools-traceview/]

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