Android 项目优化（五）：应用启动优化

2022-07-10 20:28:45

介绍了前面的优化的方案后，这里我们在针对应用的启动优化做一下讲解和说明。

一、App启动概述

一个应用App的启动速度能够影响用户的首次体验，启动速度较慢(感官上)的应用可能导致用户再次开启App的意图下降，或者卸载放弃该应用程序。

应用程序启动有主要分为两种状态，每种状态都会影响应用程序对用户可见所需的时间：冷启动，热启动。

冷启动：冷启动表示用户首次打开应用，这时进程还没创建，包含了Application创建的过程。冷启动时间指从第一次用户点击Launcher中的应用图标开始，到首页内容全部展示出来。
热启动：热启动表示用户在首页按了返回，首页Activity已经Destroy，不过Application仍在内存中存在，对应的进程并没有被杀掉，不包含Application创建过程。热启动时间指在Application仍然存在的情况下，从用户点击桌面图标，到首页内容全部展示出来。

注：冷启动、热启动不是官方的定义，而是我们基于用户的角度考虑的定义。

在冷启动开始时，系统有三个任务。这些任务是：

加载并启动应用程序。
启动后立即显示应用程序空白的启动窗口。
创建应用程序进程。

一旦系统创建应用程序进程，应用程序进程就会负责下一阶段。这些阶段是：

创建App对象
启动主线程(main thread)
创建应用入口的Activity对象
填充加载布局Views
在屏幕上执行View的绘制过程.measure -> layout -> draw

应用程序进程完成第一次绘制后，系统进程会交换当前显示的背景窗口，将其替换为主Activity。此时，用户可以开始使用该应用程序。

这里我们建议始终根据冷启动的假设进行优化。这样做也可以改善热启动的性能。

二、冷启动视觉效果优化

上面我们说了，冷启动的阶段执行的操作为：

加载并启动应用程序
启动后立即显示应用程序空白的启动窗口
创建应用程序进程

现在 App 应用启动都会先进入一个闪屏页(LaunchActivity) 来展示应用信息。

系统默认会在启动应用程序的时候启动空白窗口，直到 App 应用程序的入口Activity创建成功，视图绘制完毕。但是存在的问题就是在进入闪屏页的时候，会有2秒左右的白屏/灰屏的界面。

为了更顺滑无缝衔接我们的闪屏页，可以在启动 Activity 的 Theme中设置闪屏页图片，这样启动窗口的图片就会是闪屏页图片，而不是白屏。配置代码如下：

<style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light.NoActionBar">
    <item name="android:windowBackground">@drawable/lunch</item>  //闪屏页图片
    <item name="android:windowFullscreen">true</item>
    <item name="android:windowDrawsSystemBarBackgrounds">false</item><!--显示虚拟按键，并腾出空间-->
</style>

这样设置的话，就会在冷启动的时候，展示闪屏页的图片，等App进程初始化加载入口 Activity (也是闪屏页) 就可以无缝衔接。

其实这种方式并没有真正的加速应用进程的启动速度，而只是通过用户视觉效果带来的优化体验。

备注：上面的方案适用于闪屏页为整张图片为闪屏内容（闪屏页图片推荐.9格式，防止拉伸失真）。不适用于闪屏页为多个元素混合的。后者推荐参考 Android 项目优化（二）：启动页面优化。

三、App冷启动耗时统计

App冷启动耗时统计方式主要是：adb 命令统计、系统日志统计。

1. adb 命令统计

adb命令 : adb shell am start -S -W 包名/启动类的全限定名 ， -S 表示重启当前应用。示例如下：

C:\Android\Demo>adb shell am start -S -W com.example.moneyqian.demo/com.example.moneyqian.demo.MainActivity
Stopping: com.example.moneyqian.demo
Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=com.example.moneyqian.demo/.MainActivity }
Status: ok
Activity: com.example.moneyqian.demo/.MainActivity
ThisTime: 2247
TotalTime: 2247
WaitTime: 2278
Complete

ThisTime : 最后一个 Activity 的启动耗时(例如从 LaunchActivity - >MainActivity「adb命令输入的Activity」 , 只统计 MainActivity 的启动耗时)
TotalTime : 启动一连串的 Activity 总耗时.(有几个Activity 就统计几个)
WaitTime : 应用进程的创建过程 + TotalTime .

总结一下：如果需要统计从点击桌面图标到 Activity 启动完毕，可以用WaitTime作为标准，但是系统的启动时间优化不了，所以优化冷启动我们只要在意 ThisTime 即可。

2. 系统日志统计

根据系统日志来统计启动耗时，在Android Studio中查找已用时间，必须在logcat视图中禁用过滤器(No Filters)。因为这个是系统的日志输出，而不是应用程序的。

比如我们可以通过过滤displayed输出的启动日志. 示例如下：

四、冷启动 Application 优化

我们知道有很多第三方组件（包括App应用本身）都在 Application 中完成初始化操作。但是在 Application 中完成繁重的初始化操作和复杂的逻辑就会影响到应用的启动性能。

通过分析一下，我们可以知道还是有机会优化这些工作以实现冷启动的性能改进的，分析后发现影响冷启动时间的常见问题如下：

复杂繁琐的布局初始化
阻塞主线程 UI 绘制的操作，如 I/O 读写或者是网络访问.
其它占用主线程的操作

我们可以根据这些组件的轻重缓急之分，对初始化做一下分类：

必要的组件一定要在主线程中立即初始化(入口 Activity 可能立即会用到)
组件一定要在主线程中初始化，但是可以延迟初始化。
组件可以在子线程中初始化。

在进行优化的时候，需要注意以下几种情况：

放在子线程的组件初始化建议延迟初始化，这样就可以了解是否会对项目造成影响！
将需要在主线程中初始化但是可以不用立即完成的动作延迟加载（初始化放在 Application 中统一管理为妙，不建议放在Activity里面）
可以尝试将常见的组件库，例如 Bugly，x5内核初始化，SP的读写，友盟等组件放到子线程中初始化。（子线程初始化不能影响到组件的使用）

在优化好启动时间后，我们就可以在针对闪屏页的时间，进行调整优化，具体公式为：

闪屏页展示总时间 = 组件初始化时间 + 剩余展示时间