和你一起終身學(xué)習(xí)，這里是程序員Android

經(jīng)典好文推薦，通過閱讀本文，您將收獲以下知識(shí)點(diǎn):

一、App 啟動(dòng)模式分類
二、App 啟動(dòng)時(shí)間測量與分析
三、應(yīng)用中冷啟動(dòng)避免白屏、黑屏方案
四、Framework 層解決冷啟動(dòng)白屏、黑屏方案
五、App 啟動(dòng)優(yōu)化原理
六、App 啟動(dòng)優(yōu)化簡介
七、App 啟動(dòng)優(yōu)化方案
八、在 PMS中 App 啟動(dòng)優(yōu)化方案

本文將討論如何優(yōu)化應(yīng)用的啟動(dòng)時(shí)間，首先我們需要了解APP啟動(dòng)的相關(guān)內(nèi)容。用戶希望APP能夠快速響應(yīng)并加載。一個(gè)啟動(dòng)速度慢的APP 不符合用戶期望，可能會(huì)令用戶失望，并且可能會(huì)導(dǎo)致用戶對(duì)您的應(yīng)用程序評(píng)價(jià)不佳，甚至?xí)遁d你的應(yīng)用。

一、App 啟動(dòng)模式分類

App 啟動(dòng)模式分以下 三 類 ：

1. 冷啟動(dòng)

2. 熱啟動(dòng)

3. 溫?zé)釂?dòng)

1.冷啟動(dòng)

APP從零開始，APP啟動(dòng)之前，系統(tǒng)沒有為此 APP創(chuàng)建獨(dú)立進(jìn)程。比如：設(shè)備啟動(dòng)后，APP第一次Launch或者APP被Kill掉后的重啟。這種類型的啟動(dòng)優(yōu)化存在很大挑戰(zhàn)，因?yàn)?code style="box-sizing: border-box;font-size: 12px;font-family: Consolas, Monaco, " andale mono, ubuntu monospace;padding: 2px 4px;border-width: initial;border-style: none;border-color: initial;vertical-align: middle;white-space: pre-wrap;color: rgb(199, 37, 78);background-color: rgb(242, 242, 242);>Android系統(tǒng)或應(yīng)用還有其他更多的后臺(tái)進(jìn)程在運(yùn)行。

啟動(dòng)流程大致如下：

點(diǎn)擊Launcher 上的 icon開加載app -->立即顯示白屏或黑屏等 --> Application onCreate --> Activity Init----> Activity onCreate ---> 初始化數(shù)據(jù)，填充顯示View ---> Activity onResume等，詳細(xì)請看下圖：

App啟動(dòng)進(jìn)程優(yōu)化

2. 熱啟動(dòng)

APP的熱啟動(dòng)要比 冷啟動(dòng)簡單得多，內(nèi)存開銷也更低。APP熱啟動(dòng)時(shí)候，所有的系統(tǒng)都是把你的Activity帶到前臺(tái)。如果APP的所有Activity仍駐留在內(nèi)存中，則APP可以避免重復(fù)對(duì)象初始化、布局繪制和顯示等工作。
如果APP 在內(nèi)存中被清理掉，比如調(diào)用ontrimmemory()，當(dāng)響應(yīng)熱啟動(dòng)時(shí)，這些對(duì)象將重新被創(chuàng)建。

熱啟動(dòng)與冷啟動(dòng)相同的屏幕行為：
系統(tǒng)進(jìn)程會(huì)顯示一個(gè)空白屏幕，直到應(yīng)用程序完成渲染后將此空白屏幕移除掉，此屏幕創(chuàng)建會(huì)在加載APP時(shí)候立即創(chuàng)建，如需查看創(chuàng)建流程，需要查看PhoneWindosManger中AddWindows方法。

3. 溫?zé)釂?dòng)

處于冷啟動(dòng)與熱啟動(dòng)之間，既包含一些冷啟動(dòng)的操作，又含有部分熱啟動(dòng)的功能。例如以下兩種狀態(tài)：

1. 用戶退出APP后重新Launch。

此時(shí)此APP的進(jìn)程可能會(huì)存在，然鵝，Activity 必須重新創(chuàng)建并調(diào)用onCreate方法

2. APP 被緩存中清理掉時(shí)。

此時(shí)用戶重新Launch APP時(shí)，此APP的進(jìn)程和Activity都需要重新創(chuàng)建，但是任務(wù)棧中會(huì)保存部分APP實(shí)例數(shù)據(jù)(bundle類型)傳遞個(gè)Activity onCreate方法

二、App 啟動(dòng)時(shí)間測量與分析

為了更加準(zhǔn)確的測量 APP 啟動(dòng)的耗時(shí)，請務(wù)必使用User版本進(jìn)行驗(yàn)證。UserDebug 或者eng版本會(huì)開很多調(diào)試開關(guān)影響測試的正常結(jié)果。

如何獲取APP啟動(dòng)時(shí)間，請看以下測量方法
ps：以下測試方法請?jiān)贏ndroid 4.4(含) 以上的版本進(jìn)行

1.通過 adb 命令測量APP 冷啟動(dòng)時(shí)間

使用adb 命令直接啟動(dòng)APP進(jìn)而測量APP啟動(dòng)耗時(shí) 的方法如下：

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

或

adb [-d|-e|-s <serialNumber>] shell am start -S -W [packageName]/[packageName.MainActivity] -c android.intent.category.LAUNCHER -a android.intent.action.MAIN

如要測量的app沒有源碼，比如：QQ，請用以下命令獲取， 當(dāng)前獲取焦點(diǎn)的Activity ，方法信息如下：

adb shell dumpsys activity |findstr "mFocused"

APP 啟動(dòng)時(shí)間詳情 請看以下圖片中橢圓 紅框區(qū)域內(nèi)容。

測量APP冷啟動(dòng)時(shí)間的方法

2.通過 adb logcat 查看APP 啟動(dòng)時(shí)間

在Log中，主要是 通過分析 logcat中APP在 ActivityManager: Displayed的時(shí)間值 ，此時(shí)間值包含以下時(shí)間綜合信息:

1. Launch 進(jìn)程

2. 初始化對(duì)象

3. 創(chuàng)建并初始化Activity

4. 填充布局

5. 第一次繪制app 內(nèi)容

比如下圖：ProgramAndroid程序啟動(dòng)時(shí)間700ms

adb logcat 查看APP 啟動(dòng)時(shí)間

3. 在代碼中測量app啟動(dòng)性能的方法如下：

在Activity代碼用調(diào)用 reportFullyDrawn(); 方法，將繪制完成后信息反饋到Log上，此方法跟logcat中查看的時(shí)間相似。
比如自己運(yùn)行ProgramAndrod APP的啟動(dòng)時(shí)間信息如下

11-24 11:47:00.363   982  1191 I ActivityManager: 
Fully drawn com.programandroid/.MainActivity: +998ms

reportFullyDrawn()方法告知系統(tǒng)app Launch 成功時(shí)間

4. 使用Systrace 工具分析app啟動(dòng)時(shí)間

當(dāng)然如果感覺上述方法比較麻煩，可以使用Systrace工具進(jìn)行分析，工具分析情況，下次貼出。

在代碼中測量app啟動(dòng)性能的方法，使用工具分析

三、應(yīng)用中冷啟動(dòng)避免白屏、黑屏方案

手機(jī)中 APP首次啟動(dòng)（未在最近任務(wù)列表中，或已經(jīng)運(yùn)行過，但在最近任務(wù)列表中已清除啟動(dòng)記錄）稱為冷啟動(dòng)，此時(shí)打開APP時(shí)候回閃白屏或黑屏，特別是當(dāng)系統(tǒng)主題為黑色或白色時(shí)候比較明顯。

在應(yīng)用端規(guī)避掉打開APP閃白屏、黑屏問題，主要是從android:windowIsTranslucent上讓白屏變透明，進(jìn)而不讓用戶看到白屏、黑屏現(xiàn)象。

但是，此解決方案會(huì)導(dǎo)致在Launcher中點(diǎn)擊APP`` icon 是會(huì)有輕微的卡頓現(xiàn)象，此現(xiàn)象會(huì)讓用戶誤認(rèn)為手機(jī)卡，APP啟動(dòng)慢，從而將打開APP閃白屏的黑鍋甩給手機(jī)制造廠商。

1. 透明樣式Theme 解決方案如下：

1. 自定義透明樣式

在res/values/style.xml中自定義樣式

自定義透明樣式

2. App 啟動(dòng)入口Activity 中使用自定義樣式

App 啟動(dòng)入口Activity 中使用自定義樣式

注意： windowDisablePreview =false 屬性可以不讓白屏顯示，失去中間白屏過度，會(huì)給用戶帶來不是太好的體驗(yàn)，比如點(diǎn)擊后需要稍微等一下才會(huì)打開APP，會(huì)讓用戶錯(cuò)誤的懷疑自己是否成功點(diǎn)擊過icon。Google 很不推薦此種做法。

2. 使用app logo等圖片樣式使用方法如下

1. 自定義Theme

自定義Theme

2. 為 要啟動(dòng)的Activity設(shè)置自定義樣式

為 要啟動(dòng)的Activity設(shè)置自定義樣式

3. 同樣也可以在Java類中的 設(shè)置樣式

Java類中的 設(shè)置樣式

此方法也是Google推薦的方法，建議大家可以用自定義Theme替換掉系統(tǒng)中的白屏，當(dāng)然也可以搞成什么廣告頁面等等。

四、 Framework 層解決冷啟動(dòng)白屏、黑屏方案

打開APP閃黑屏、白屏的根本原因在于PhonewindowManger中的addStartingWindow 方法。

addStartingWindow方法

自定義填充Window 背景

Framwork上 這樣修改后，會(huì)將白色屏幕替換成我們客制化的顏色，此修改會(huì)影響到所有APP的啟動(dòng)。

五、App 啟動(dòng)優(yōu)化原理

L版本之后，手機(jī)上所有APP都要經(jīng)過dex2oat處理之后，才能運(yùn)行.
dex2oat 是將原來的dex文件預(yù)先的翻譯處理，從而加快APP運(yùn)行的時(shí)間，但由于某些APP比較復(fù)雜，優(yōu)化的時(shí)間可能會(huì)比較長，進(jìn)而給用戶感覺運(yùn)行卡頓。

dex2oat 優(yōu)化是以dex文件中的method為單位，dex2oat 會(huì)根據(jù)需要優(yōu)化一定量的method，也就是說并不是優(yōu)化的method都會(huì)被翻譯成oat模式。

根據(jù)優(yōu)化的method的量的多少，可以分為如下的幾種模式：

Android 虛擬機(jī)優(yōu)化模式

六、 App 啟動(dòng)優(yōu)化簡介

Android L之后的版本，如無特殊處理，APP啟動(dòng)模式為Speed模式，此模式性能較好，但優(yōu)化之后的文件占用空間比較大。不同模式可以看上面MTK 提供的參考標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)APP的優(yōu)化是通過dex2oat 去執(zhí)行的，優(yōu)化模式的參數(shù)是有外界調(diào)用dex2oat方法傳遞的參數(shù)控制，如無傳遞參數(shù)，默認(rèn)參數(shù)Speed。

那么調(diào)用dex2oat的路徑有哪些呢？

1.安裝APP時(shí)優(yōu)化

通過 Framework 下的PackageManagerService 將參數(shù)傳遞給 mAppInstallDir，然后mAppInstallDir調(diào)用dex2oat，因此此種方式的優(yōu)化模式通過PMS控制。

此種模式是將APP的路徑，優(yōu)化之后的oat存放路徑，傳遞給dex2oat。
但是由于內(nèi)容可能發(fā)生改變，我們有可能無法在dex2oat對(duì)APP加以識(shí)別，所以，這時(shí)候，可以在installd或者PMS中加以判斷，是否是我們認(rèn)為安裝比較慢的APP，如果是的話，則改變其優(yōu)化模式。

2. APP自身優(yōu)化插件時(shí)

此種模式往往會(huì)指定模式為speed模式或者不指定，在優(yōu)化之后的保存路徑中，攜帶APP的包名。

intall.jpg

目前有些 apk 像Facebook、微信WeChat等 APP，應(yīng)用本身較大且代碼復(fù)雜度高，可能會(huì)出現(xiàn)安裝失敗，安裝慢等問題。

安裝失敗是由于dex2oat進(jìn)程編譯時(shí)間過久打到了timeout。
安裝慢當(dāng)然就是dex2oat做的compiler久的原因。

另外，像 微信 WeChat 這種apk在啟動(dòng)應(yīng)用的時(shí)候是會(huì)優(yōu)化插件的（而不是在安裝的時(shí)候優(yōu)化），這樣就會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用lunch時(shí)間過久，給用戶的感覺就是很晚才入，手機(jī)卡頓等鍋，讓手機(jī)廠商背負(fù)。在需更改優(yōu)化的模式，加快安裝的時(shí)間時(shí)，請注意此修改會(huì)降低 APP 運(yùn)行的性能。

注意：APP安裝 / lunch時(shí)間的長短取決于CPU核心數(shù)，8 核CPU 肯定比 4 核 CPU優(yōu)化要快，除此之外，還取決于EMMC的性能 ，memory等系統(tǒng)因素。

七、App 啟動(dòng)優(yōu)化方案

對(duì)于APP優(yōu)化目前有3個(gè)地方可以進(jìn)行處理。

1. PackageManagerService中

這個(gè)地方是安裝APP必經(jīng)之路，代碼存放地址如下：

PackageManagerService 代碼路徑

2. installd的commands.cpp中

這也是安裝APP的必經(jīng)之路 ，代碼存放地址如下：

commands.cpp代碼存放路徑

3. dex2oat 中

ex2oat是所有APP或者jar包的必經(jīng)之路，但是由于傳遞給dex2oat的參數(shù)有限，所以可能無法識(shí)別。

因此，對(duì)于安裝APP可以在PMS中修改，而對(duì)于jar包可以在dex2oat當(dāng)中修改。
因?yàn)?code style="box-sizing: border-box;font-size: 12px;font-family: Consolas, Monaco, " andale mono, ubuntu monospace;padding: 2px 4px;border-width: initial;border-style: none;border-color: initial;vertical-align: middle;white-space: pre-wrap;color: rgb(199, 37, 78);background-color: rgb(242, 242, 242);>PMS中我們可以知道APP的pkg信息，這個(gè)是每一個(gè)APP唯一的。
而對(duì)jar包來說，由于每一個(gè)APP在優(yōu)化的時(shí)候，喜歡把優(yōu)化之后的jar包放在自己安裝的APP路徑下面。所以，可以利用這個(gè)特性進(jìn)行判斷 。

八、 在 PMS中 App 啟動(dòng)優(yōu)化方案

ps：此解決方案適用于Android N版本

主要修改PackageDexOptimizer.java文件的 performDexOptLI方法中進(jìn)行優(yōu)化。

在這函數(shù)中，可以判斷傳遞下來的pkg是否是我們需要的APP，如果是的話，將targetCompilerFilter設(shè)置為speed-profile。
speed-profile 會(huì)在安裝的時(shí)候采用 interperter-only，然后，運(yùn)行一段時(shí)間之后，會(huì)將那些常用的方法優(yōu)化成為speed模式。也就是說是有選擇性的優(yōu)化。

優(yōu)化 app 啟動(dòng)模式

查看 APP 啟動(dòng)模式

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