Android 應(yīng)用啟動優(yōu)化

Android 應(yīng)用的啟動時間長短是衡量應(yīng)用性能的指標(biāo)之一，是用戶對應(yīng)用的第一印象，其重要性不言而喻。

啟動狀態(tài)

應(yīng)用啟動狀態(tài)主要有3種，一般來說冷啟動耗時較長，啟動優(yōu)化主要是優(yōu)化冷啟動時間，這樣做也可以提升溫啟動和熱啟動的性能。

• 冷啟動

  冷啟動是指應(yīng)用從頭開始啟動：系統(tǒng)進程在冷啟動后才創(chuàng)建應(yīng)用進程。發(fā)生冷啟動的情況包括應(yīng)用

  自設(shè)備啟動后或系統(tǒng)終止應(yīng)用后首次啟動。

• 熱啟動

  在熱啟動中，系統(tǒng)的所有工作就是將 Activity 帶到前臺。只要應(yīng)用的所有 Activity 仍駐留在內(nèi)存

  中，應(yīng)用就不必重復(fù)執(zhí)行對象初始化、布局加載和繪制。例如按Home鍵

• 溫啟動

  溫啟動包含了在冷啟動期間發(fā)生的部分操作；同時，它的開銷要比熱啟動高。有許多潛在狀態(tài)可視

  為溫啟動。例如

  • 用戶在退出應(yīng)用后又重新啟動應(yīng)用。進程可能未被銷毀，繼續(xù)運行，但應(yīng)用需要執(zhí)行onCreate() 從頭開始重新創(chuàng)建 Activity。

  • 系統(tǒng)將應(yīng)用從內(nèi)存中釋放，然后用戶又重新啟動它。進程和 Activity 需要重啟，但傳遞到onCreate() 的已保存的實例 state bundle 對于完成此任務(wù)有一定助益。

應(yīng)用啟動流程

啟動流程圖.png

1. 點擊桌面App圖標(biāo)，Launcher進程采用Binder IPC向system_server進程發(fā)起startActivity請求；
2. system_server進程接收到請求后，向zygote進程發(fā)送創(chuàng)建進程的請求；
3. Zygote進程fork出新的子進程，即App進程；
4. App進程，通過Binder IPC向sytem_server進程發(fā)起attachApplication請求；
5. system_server進程在收到請求后，進行一系列準(zhǔn)備工作后，再通過binder IPC向App進程發(fā)送scheduleLaunchActivity請求；
6. App進程的binder線程（ApplicationThread）在收到請求后，通過handler向主線程發(fā)送LAUNCH_ACTIVITY消息；
7. 主線程在收到Message后，通過反射機制創(chuàng)建目標(biāo)Activity，并回調(diào)Activity.onCreate()等方法。
8. 到此，App便正式啟動，開始進入Activity生命周期，執(zhí)行完onCreate/onStart/onResume方法，UI渲染結(jié)束后便可以看到App的主界面。

啟動時間

啟動時間跟手機性能有關(guān)，主流旗艦機型啟動時間保持在 2S 內(nèi)為佳

啟動耗時統(tǒng)計

啟動耗時統(tǒng)計有兩種途徑

• 系統(tǒng)日志統(tǒng)計

  在 Android 4.4（API 級別 19）及更高版本中，logcat 包含一個輸出行，其中包含名為 Displayed 的值。此值代表從啟動進程到在屏幕上完成對應(yīng) Activity 的繪制所用的時間。

日志查看啟動時間.png

• adb命令統(tǒng)計

  adb shell am start -S -W [packageName]/[activityName]
  

adb統(tǒng)計啟動時間.png

我們一般關(guān)注TotalTime(表示新應(yīng)用啟動的耗時，包括新進程的啟動和Activity的啟動，但不包括前一個應(yīng)用Activity pause的耗時),

啟動狀態(tài)LaunchState有4種情況：

• LaunchState: COLD （冷啟動）
• LaunchState: HOT （熱啟動）
• LaunchState: WARM （溫啟動）
• LaunchState: UNKNOWN (0) （應(yīng)用在前臺時，調(diào)用adb命令）

問題診斷

• 使用DebugAPI及profiler 工具

  Android Studio 3.2+ 提供了 profiler 工具（我目前已升級到4.1+ 版本），可查看xxx.trace文件

  1.在application中添加startMethodTracing

      public MyApplication() {
        //相對sd卡路徑，會在sd卡中生成一個app.trace文件（需要sdcard讀寫權(quán)限）。將手機中的trace文件保存至電腦，隨后拖入Android Studio即可。
         //跟蹤方式
          Debug.startMethodTracing("app");
            //采樣方式，間隔1s
            //Debug.startMethodTracingSampling("app",8*1024*1024,1000);
      }
  

  2.在啟動頁的activity中添加stopMethodTracing

  @Override 
  public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) { 
    super.onWindowFocusChanged(hasFocus); 
    Debug.stopMethodTracing(); 
  }
  

  3.從sd卡保存到電腦并使用Android Studio查看

查看火焰圖.png

查看耗時方法.png

4.優(yōu)先查看耗時較長的方法并分析代碼，遵循性能優(yōu)化方法，例如：

• 合理的使用異步初始化、延遲初始化、懶加載機制
• 避免啟動時耗時操作
• 簡化布局

啟動黑白屏問題

當(dāng)系統(tǒng)加載并啟動 App 時，需要耗費相應(yīng)的時間，這樣會造成用戶會感覺到當(dāng)點擊 App 圖標(biāo)時會有 “延遲” 現(xiàn)象，為了解決這一問題，Google 的做法是在 App 創(chuàng)建的過程中，先展示一個空白頁面，讓用戶體會到點擊圖標(biāo)之后立馬就有響應(yīng)。

如果application或activity啟動的過程太慢，導(dǎo)致系統(tǒng)的BackgroundWindow沒有及時被替換，就會出現(xiàn)啟動時白屏或黑屏的情況（取決于Theme主題是Dark還是Light）。

消除啟動時的黑/白屏問題，大部分App都采用自己在Theme中設(shè)置背景圖的方式來解決。

1.定義主題

<style name="AppTheme.Launcher"> 
        <item name="android:windowBackground">@drawable/bg</item> 
</style> 

2.啟動頁使用主題

<activity android:name=".activity.SplashActivity" 
          android:screenOrientation="portrait" 
          android:theme="@style/AppTheme.Launcher"> 
  <intent-filter> 
    <action android:name="android.intent.action.MAIN" /> 
    <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /> 
  </intent-filter> 
</activity>

3.啟動頁還原為應(yīng)用主題

@Override 
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
//替換為原來的主題，在onCreate之前調(diào)用 
  setTheme(R.style.AppTheme); 
  super.onCreate(savedInstanceState); 
}