Android启动速度优化

本节主要内容：了解APP启动流程、启动状态、查看启动时间、CPU Profile定位启动耗时代码、StrictMode严苛模式检测不合理写法、解决启动黑白屏问题。

一、APP启动流程

①用户点击桌面App图标，Launcher进程采用Binder IPC向system_server进程发起startActivity请求；

②system_server进程接收到请求后，向zygote进程发送创建进程的请求；

③Zygote进程fork出新的子进程，即App进程；

④App进程，通过Binder IPC向sytem_server进程发起attachApplication请求；

⑤system_server进程在收到请求后，进行一系列准备工作后，再通过binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求；

⑥App进程的binder线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过handler向主线程发送LAUNCH_ACTIVITY消息；

⑦主线程在收到Message后，通过反射机制创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法。

⑧至此，App便正式启动，开始进入Activity生命周期，执行完onCreate/onStart/onResume方法，UI渲染结束后便可以看到App的主界面。

二、APP的三种启动状态 

冷启动、温启动与热启动，三种启动状态，每种状态都会影响应用向用户显示所需的时间。

1、冷启动

冷启动是指应用从头开始启动：系统进程在冷启动后才创建应用进程。发生冷启动的情况包括应用
自设备启动后或系统终止应用后首次启动。

2、热启动

在热启动中，系统的所有工作就是将 Activity 带到前台。只要应用的所有 Activity 仍驻留在内存
中，应用就不必重复执行对象初始化、布局加载和绘制。

3、温启动

温启动包含了在冷启动期间发生的部分操作；同时，它的开销要比热启动高。有许多潜在状态可视
为温启动。例如：
用户在退出应用后又重新启动应用。进程可能未被销毁，继续运行，但应用需要执行onCreate() 从头开始重新创建 Activity。
系统将应用从内存中释放，然后用户又重新启动它。进程和 Activity 需要重启，但传递到onCreate() 的已保存的实例 state bundle 对于完成此任务有一定助益。

4、在您的应用出现以下情况时将其启动时间视为过长： 

冷启动用了 5 秒或更长时间。

温启动用了 2 秒或更长时间。

热启动用了 1.5 秒或更长时间。 

三、查看启动时间

1、系统日志统计

在 Android 4.4（API 级别 19）及更高版本中，logcat 包含一个输出行，其中包含名为 Displayed 的值。此值代表从启动进程到在屏幕上完成对应 Activity 的绘制所用的时间。

ActivityManager: Displayed com.android.myexample/.StartupTiming: 274ms

如果我们使用异步懒加载的方式来提升程序画面的显示速度，这通常会导致的一个问题是，程序画面已经显示，同时 Displayed 日志已经打印，可是内容却还在加载中。为了衡量这些异步加载资源所耗费的时间，我们可以在异步加载完毕之后调用 activity.reportFullyDrawn() 方法来让系统打印到调用此方法为止的启动耗时。

2、adb 命令统计

adb shell am start -S -W com.file.util/.WwwActivity

WaitTime:总的耗时，包括前一个应用Activity pause的时间和新应用启动的时间；

TotalTime表示新应用启动的耗时，包括新进程的启动和Activity的启动，但不包括前一个应用Activity pause的耗时。我们一般只要关心TotalTime即可，这个时间才是自己应用真正启动的耗时。 

四、CPU Profile

1、CPU Profile工具 

使用CPU Profile工具定位到启动耗时相关代码，进行分析和解决耗时问题。  具体操作：

1）点击app，选择Edit Configuration...

2) 设置好页面的配置后，点击Apply --》 OK

3）点击Profiler运行APP

4）点击Stop，等待一段时间，生成

5）Call Chart 表绿色部分代表我们写的代码的运行时间，可以看到方法执行所用到的时间等信息，根据耗时比较多的去查看源代码，是否在主线程做了耗时操作，进而优化代码。

2、Debug API

除了直接使用 Profile 启动之外，我们还可以借助Debug API生成trace文件：

public class MyApplication extends Application {public MyApplication() {Debug.startMethodTracing("test");}
}

public class MainActivity extends AppCompatActivity {@Overridepublic void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) {super.onWindowFocusChanged(hasFocus);Debug.stopMethodTracing();}
}

运行App，则会在sdcard中生成一个test.trace文件（需要sdcard读写权限）。将手机中的trace文件保存至电脑，随后拖入Android Studio即可。

五、StrictMode严苛模式 

StrictMode是一个开发人员工具，它可以检测出我们可能无意中做的事情，并将它们提请我们注意，以便我们能够修复它们。

StrictMode最常用于捕获应用程序主线程上的意外磁盘或网络访问。帮助我们让磁盘和网络操作远离主线程，可以使应用程序更加平滑、响应更快。

public class MyApplication extends Application {@Overridepublic void onCreate() {if (BuildConfig.DEBUG) {//线程检测策略StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder().detectDiskReads() //读、写操作.detectDiskWrites().detectNetwork() // or .detectAll() for all detectable problems.penaltyLog().penaltyDeath().build());StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().detectLeakedSqlLiteObjects() //Sqlite对象泄露.detectLeakedClosableObjects() //未关闭的Closable对象泄露.penaltyLog() //违规打印日志.penaltyDeath() //违规崩溃.build());}}
}

六、启动黑白屏

当系统加载并启动 App 时，需要耗费相应的时间，这样会造成用户会感觉到当点击 App 图标时会有 “延迟” 现象，为了解决这一问题，Google 的做法是在 App 创建的过程中，先展示一个空白页面，让用户体会到点击图标之后立马就有响应。

如果你的application或activity启动的过程太慢，导致系统的BackgroundWindow没有及时被替换，就会出现启动时白屏或黑屏的情况（取决于Theme主题是Dark还是Light）。

消除启动时的黑/白屏问题，大部分App都采用自己在Theme中设置背景图的方式来解决。

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

<activityandroid:name=".WwwActivity"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>

然后在Activity的onCreate方法，把Activity设置回原来的主题。

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {//替换为原来的主题，在onCreate之前调用setTheme(R.style.AppTheme);super.onCreate(savedInstanceState);
}

这么做，只是提高启动的用户体验。并不能做到真正的加快启动速度。

总结： 

1). APPlication初始化三方SDK时，合理的使用异步初始化、延迟初始化、懒加载机制。

2). 启动过程避免耗时操作，如数据库 I/O操作不要放在主线程执行。

3). 类加载优化：提前异步执行类加载。

4). 合理使用IdleHandler进行延迟初始化。

5). 简化页面布局嵌套。