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原作者：羅占偉
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App啟動方式冷啟動熱啟動溫啟動

冷啟動（Cold start）

冷啟動是指APP在手機啟動后第一次運行，或者APP進(jìn)程被kill掉后在再次啟動。
可見冷啟動的必要條件是該APP進(jìn)程不存在，這就意味著系統(tǒng)需要創(chuàng)建進(jìn)程，APP需要初始化。在這三種啟動方式中，冷啟動耗時最長，對于冷啟動的優(yōu)化也是最具挑戰(zhàn)的。因此本文重點談?wù)摰氖菍鋯酉嚓P(guān)的優(yōu)化。

溫啟動(Warm start)

App進(jìn)程存在，當(dāng)時Activity可能因為內(nèi)存不足被回收。這時候啟動App不需要重新創(chuàng)建進(jìn)程，但是Activity的onCrate還是需要重新執(zhí)行的。場景類似打開淘寶逛了一圈然后切到微信去聊天去了，過了半小時再次回到淘寶。這時候淘寶的進(jìn)程存在，但是Activity可能被回收，這時候只需要重新加載Activity即可。

熱啟動(Hot start)

App進(jìn)程存在，并且Activity對象仍然存在內(nèi)存中沒有被回收。可以重復(fù)避免對象初始化，布局解析繪制。
場景就類似你打開微信聊了一會天這時候出去看了下日歷在打開微信微信這時候啟動就屬于熱啟動。

在最近任務(wù)給App加鎖和啟動方式有什么關(guān)系

某些廠商為了用戶體驗提供了給APP上鎖的功能，目的就是讓用戶自己做主是上鎖的APP不被殺，啟動的時候不會處于冷啟動方式，但是加鎖也不是萬能的,Low memory killer在內(nèi)存極度吃緊的情況下也會殺死加鎖APP,在此啟動時也將以冷啟動方式運行。

AI和啟動方式有什么關(guān)系

AI在進(jìn)程管理方面可謂是大有可為。MIUI10發(fā)布了進(jìn)程AI喚醒功能，是APP啟動速度遠(yuǎn)超友商。這其中的道理簡單說就是學(xué)習(xí)用戶的使用習(xí)慣，提前將App進(jìn)程創(chuàng)建好，當(dāng)用戶打開APP時不會出去冷啟動。比如你是微信重度用戶你發(fā)現(xiàn)用了MIUI10就再也見不到微信啟動頁面的那個地球了，這就是AI喚醒的功勞。

從點擊APP圖標(biāo)到主頁顯示出現(xiàn)需要經(jīng)過的步驟

這里我們來討論冷啟動的過程，進(jìn)程啟動原則上有四種途徑，也就是通過其他進(jìn)程對該APP的四大組件的調(diào)用來實現(xiàn)。

這里我們重點討論用戶點擊桌面后的APP啟動，通過startActivity方式的啟動。
調(diào)用startActivity,該方法經(jīng)過層層調(diào)用,最終會調(diào)用ActivityStackSupervisor.java中的startSpecificActivityLocked,當(dāng)activity所屬進(jìn)程還沒啟動的情況下,則需要創(chuàng)建相應(yīng)的進(jìn)程.

void startSpecificActivityLocked(...) {
    ProcessRecord app = mService.getProcessRecordLocked(r.processName,
            r.info.applicationInfo.uid, true);
    if (app != null && app.thread != null) {
         ...//進(jìn)程已創(chuàng)建
        return
    }
    //創(chuàng)建進(jìn)程
    mService.startProcessLocked(r.processName, r.info.applicationInfo, true, 0,
                "activity", r.intent.getComponent(), false, false, true);
}

最終進(jìn)程由 Zygote Fork進(jìn)程:

進(jìn)程啟動后系統(tǒng)還有一個工作就是：進(jìn)程啟動后立即顯示應(yīng)用程序的空白啟動窗口。

一旦系統(tǒng)創(chuàng)建應(yīng)用程序進(jìn)程，應(yīng)用程序進(jìn)程就會負(fù)責(zé)下一階段。這些階段是：
1.創(chuàng)建應(yīng)用程序?qū)ο?br> 2.啟動主線程
3.創(chuàng)建主要Activity
4.繪制視圖（View）
5.布局屏幕
6.執(zhí)行初始化繪制

而一旦App進(jìn)程完成了第一次繪制，系統(tǒng)進(jìn)程就會用Main Activity替換已經(jīng)展示的Background Window，此時用戶就可以使用App了。

image.png

這里很明顯有兩個優(yōu)化點：
Application OnCrate()優(yōu)化
當(dāng)APP啟動時，空白的啟動窗口將保留在屏幕上，直到系統(tǒng)首次完成繪制應(yīng)用程序。此時，系統(tǒng)進(jìn)程會交換應(yīng)用程序的啟動窗口，允許用戶開始與應(yīng)用程序進(jìn)行交互。如果應(yīng)用程序中重載了Application.onCreate()，系統(tǒng)會調(diào)用onCreate()方法。之后，應(yīng)用程序會生成主線程（也稱為UI線程），并通過創(chuàng)建MainActivity來執(zhí)行任務(wù)。
Activity onCreate()優(yōu)化
onCreate()方法對加載時間的影響最大，因為它以最高的開銷執(zhí)行工作：加載并繪制視圖，以及初始化Activity運行所需的對象。

啟動速度優(yōu)化

如何對啟動時間進(jìn)行量化？

1.目前為止見過最最牛逼的是使用機械手和高速相機測試，手機開機后使用機械手點擊應(yīng)用桌面圖標(biāo)，高速相機記錄啟動過程，后續(xù)通過程序分析視頻，從機械手點擊圖標(biāo)到Activity顯示出來使用了多少時間。這種方式是最直觀和精確的，但是成本也很高。

2.通過shell 命令

adb shell am start -W [packageName]/[packageName.MainActivity]

執(zhí)行成功后將返回三個測量到的時間：
ThisTime:一般和TotalTime時間一樣，除非在應(yīng)用啟動時開了一個透明的Activity預(yù)先處理一些事再顯示出主Activity，這樣將比TotalTime小。
TotalTime:應(yīng)用的啟動時間，包括創(chuàng)建進(jìn)程+Application初始化+Activity初始化到界面顯示。
WaitTime:一般比TotalTime大點，包括系統(tǒng)影響的耗時。

3.可以通過在代碼中增加log來計算啟動時間
4.使用systrace

Application OnCrate()優(yōu)化

1.第三方SDK初始化的處理
Application是程序的主入口，很多三方SDK示例程序中都要求自己在Application OnCreate時做初始化操作。這就是增加Application OnCreate時間的主要元兇，所以需要盡量避免在Application onCreate時同步做初始化操作。比較好的解決方案就是對三方SDK就行懶加載，不在Application OnCreate()時初始化，在真正用到的時候再去加載。
下面實例對比下ImageLoader在采用懶加載后啟動速度優(yōu)化。

一般我們在使用imageLoader時都會在Application onCreate()時在主線程加載：

public class MyApplication extends Application {

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        ImageLoaderConfiguration.Builder config =
                new ImageLoaderConfiguration.Builder(this);
        ImageLoader.getInstance().init(config.build());
    }
}

此時使用adb shell am start -W [packageName]/[packageName.MainActivity]檢測應(yīng)用啟動時間，每次執(zhí)行命令時需要殺死進(jìn)程。

Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=com.luozhanwei.myapplication/.MainActivity }
Status: ok
Activity: com.luozhanwei.myapplication/.MainActivity
ThisTime: 423
TotalTime: 423
WaitTime: 441

Total time在423ms之間，下面是封裝了一個懶加載ImageLoader的工具類示例：

public class ImageUtil {

    private static boolean sInit;

    private synchronized static void ensureInit() {
        if (sInit) {
            return;
        }
        ImageLoaderConfiguration.Builder config =
                new ImageLoaderConfiguration.Builder(SecurityCoreApplication.getInstance());
      ....
        // Initialize ImageLoader with configuration.
        ImageLoader.getInstance().init(config.build());
        sInit = true;
    }

public static void display(String uri, ImageView imageView, boolean cacheOnDisk) {
        imageView.setImageResource(R.drawable.icon_app_default);
        ensureInit();
        ImageLoader loader = ImageLoader.getInstance();
        if (cacheOnDisk) {
            loader.displayImage(uri, imageView);
        } else {
            loader.displayImage(uri, imageView, OPTIONS_NO_CACHE_DISK);
        }
    }

使用這種方案后的啟動時間：

Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=com.luozhanwei.myapplication/.MainActivity }
Status: ok
Activity: com.luozhanwei.myapplication/.MainActivity
ThisTime: 389
TotalTime: 389
WaitTime: 405

看到TotalTime比之前減少了34ms（給出的數(shù)據(jù)為10次檢測平均值）。

所以Application OnCreate 避免在主線程做大量耗時操作，例如和IO相關(guān)的邏輯，這樣都會影響到應(yīng)用啟動速度。如果必須要做需要放到子線程中。

Activity onCreate（）優(yōu)化

減少LaunchActivity的View層級，減少View測量繪制時間。
避免主線程做耗時操作

用戶體驗優(yōu)化

消除啟動時的白屏/黑屏

冷啟動白屏.gif

為什么啟動時會出現(xiàn)短暫黑屏或白屏的現(xiàn)象？當(dāng)用戶點擊你的app那一刻到系統(tǒng)調(diào)用Activity.onCreate()之間的這個時間段內(nèi)，WindowManager會先加載app主題樣式中的windowBackground做為app的預(yù)覽元素，然后再真正去加載activity的layout布局。
很顯然，如果你的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（取決于你的主題是Dark還是Light）。

解決方案
1.甩鍋給系統(tǒng)
使用透明主題 <item name="android:windowIsTranslucent">true</item>
Activity.onCreate()之前App不做顯示，這樣用戶誤以為是手機慢了，這種瞞天過海的方案大家還是不要用了。

<resources>

    <!-- Base application theme. -->
    <style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light.DarkActionBar">
        <!-- Customize your theme here. -->
        <item name="colorPrimary">@color/colorPrimary</item>
        <item name="colorPrimaryDark">@color/colorPrimaryDark</item>
        <item name="colorAccent">@color/colorAccent</item>
        <item name="android:windowIsTranslucent">true</item>
    </style>

</resources>

效果如下：

甩鍋 .gif

2.主題替換
我們在style中自定義一個樣式Lancher，在其中放一張背景圖片，或是廣告圖片之類的

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

把這個樣式設(shè)置給啟動的Activity

<activity
            android:name=".activity.SplashActivity"
            android:screenOrientation="portrait"
            android:theme="@style/AppTheme.Launcher"
            >

然后在Activity的onCreate方法，把Activity設(shè)置回原來的主題

@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);
    }

這樣在啟動時就通過給用戶看一張圖片或是廣告來防止黑白屏的尷尬。

增加啟動頁面.gif

這里我們修改的windowBackground實際上是statringWindow:
https://androidperformance.com/2018/05/20/zhihu-startingwindow/
http://gityuan.com/2017/01/15/wms_starting_window/

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Android App 啟動速度優(yōu)化實現(xiàn)演練

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App啟動方式冷啟動熱啟動溫啟動

冷啟動（Cold start）

溫啟動(Warm start)

熱啟動(Hot start)

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啟動速度優(yōu)化

如何對啟動時間進(jìn)行量化？

Application OnCrate()優(yōu)化

Activity onCreate（）優(yōu)化

用戶體驗優(yōu)化

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Android App 啟動速度優(yōu)化實現(xiàn)演練

App啟動方式 冷啟動 熱啟動 溫啟動

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Activity onCreate（）優(yōu)化

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