【Android -- 性能优化】启动速度优化

不断学习，做更好的自己！💪

一、App 启动方式

• 冷启动（Cold start）
  冷启动是指APP在手机启动后第一次运行，或者APP进程被kill掉后在再次启动。可见冷启动的必要条件是该APP进程不存在，这就意味着系统需要创建进程，APP需要初始化。在这三种启动方式中，冷启动耗时最长，对于冷启动的优化也是最具挑战的。因此本文重点谈论的是对冷启动相关的优化。
• 温启动(Warm start)
  App进程存在，当时Activity可能因为内存不足被回收。这时候启动App不需要重新创建进程，但是Activity的onCrate还是需要重新执行的。场景类似打开淘宝逛了一圈然后切到微信去聊天去了，过了半小时再次回到淘宝。这时候淘宝的进程存在，但是Activity可能被回收，这时候只需要重新加载Activity即可。
• 热启动(Hot start)
  App进程存在，并且Activity对象仍然存在内存中没有被回收。可以重复避免对象初始化，布局解析绘制。场景就类似你打开微信聊了一会天这时候出去看了下日历 在打开微信 微信这时候启动就属于热启动。

二、从点击 APP 图标到主页显示出现需要经过的步骤

启动流程：

①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，通过发射机制创建目标 Activity，并回调 Activity.onCreate() 等方法。

⑧到此，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。

三、启动速度优化

如何对启动时间进行量化？
1.目前为止见过最最牛逼的是使用机械手和高速相机测试，手机开机后使用机械手点击应用桌面图标，高速相机记录启动过程，后续通过程序分析视频，从机械手点击图标到Activity显示出来使用了多少时间。这种方式是最直观和精确的，但是成本也很高。

2.通过shell 命令
​​​adb shell am start -W [packageName]/[packageName.MainActivity]​​​ 执行成功后将返回三个测量到的时间：
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。

3.可以通过在代码中增加log来计算启动时间

4.使用systrace

Application OnCrate()优化

1.第三方SDK初始化的处理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时做初始化操作。这就是增加Application OnCreate时间的主要元凶，所以需要尽量避免在Application onCreate时同步做初始化操作。比较好的解决方案就是对三方SDK就行懒加载，不在Application OnCreate()时初始化，在真正用到的时候再去加载。下面实例对比下ImageLoader在采用懒加载后启动速度优化。
一般我们在使用imageLoader时都会在Application onCreate()时在主线程加载：

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

此时使用adb shell am start -W [packageName]/[packageName.MainActivity]检测应用启动时间，每次执行命令时需要杀死进程。

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

Total time在423ms之间，下面是封装了一个懒加载ImageLoader的工具类示例：

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);
        }
    }

使用这种方案后的启动时间：

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

看到TotalTime比之前减少了34ms（给出的数据为10次检测平均值）。

所以 Application OnCreate 避免在主线程做大量耗时操作，例如和IO相关的逻辑，这样都会影响到应用启动速度。如果必须要做需要放到子线程中。

Activity onCreate（）优化
减少LaunchActivity的View层级，减少View测量绘制时间。
避免主线程做耗时操作

四、用户体验优化

消除启动时的白屏/黑屏
为什么启动时会出现短暂黑屏或白屏的现象？当用户点击你的 app 那一刻到系统调用 Activity.onCreate() 之间的这个时间段内， WindowManager 会先加载 app 主题样式中的 windowBackground 做为 app 的预览元素，然后再真正去加载 activity 的 layout 布局。

很显然，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（取决于你的主题是Dark还是Light）。

解决方案

1. 甩锅给系统
   使用透明主题:

<item name="android:windowIsTranslucent">true</item>

Activity.onCreate() 之前 App 不做显示，这样用户误以为是手机慢了，这种瞒天过海的方案大家还是不要用了。

<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>

效果图

2.主题替换
我们在style中自定义一个样式Lancher，在其中放一张背景图片，或是广告图片之类的。

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

把这个样式设置给启动的 Activity

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

然后在 Activity 的 onCreate 方法，把 Activity 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);
    }

效果图