Android性能优之启动优化

APP优化是我们进阶高级开发工程师的必经之路， 而APP启动速度的优化，也是我们开启APP优化的第一步。 用户在使用我们的软件时，交互最多最频繁的也就是APP的启动页面，如果启动页面加载过慢，很可能造成用户对我们APP的印象过差，进而消耗了用户的耐心，更严重可能导致用户的卸载行为。这也是微信始终坚持使用 “一个小人望着地球” 作为启动页面的背景，并且坚持不添加启动广告的的原因。

二、APP的三种启动方式

来看一下Google官方文档 《Launch-Time Performance》 对应用启动优化的概述；

应用的启动可以分为冷启动，热启动和温启动，而启动最慢、耗时最长的就是冷启动。

冷启动(cold start)

当应用启动时，后台没有该应用的进程（常见如：进程被杀、首次启动等），这时系统会重新创建一个新的进程分配给该应用。

热启动(hot start)

这种启动会从已有的进程中来启动应用，通俗来讲就是已经启用的应用，通过back键或者home键回到系统主界面，再次通过最近任务重新打开Activity的过程。开销比冷启动更小。

暖启动(warm start)

暖启动产生的场景很多。常见如：1。用户使用返回键退出应用，然后马上又重新启动应用。2.应用被内存清除，再次打开应用，会通过OnCreate()中保存的实例状态恢复。

冷启动是从头开始启动APP，而其他两种启动方式是从后台活动返回到前台的一个过程。热启动和暖启动没有明显的区分界限，我们姑且把热启动和暖启动统称为热启动。开发中我们更多的关注冷启动优化，本文也是从Android的实例从发，分析冷启动的启动过程，并给出冷启动的优化方案。

三、APP的冷启动过程

冷启动开始时，系统会依次执行三个任务去启动APP:

• 加载和启动应用程序
• APP启动后，立即创建一个空白的启动Window
• 创建APP的进程

在这三个任务执行后，系统创建了应用进程，那么应用进程接下来会执行下一步：

• 创建APP对象
• 开启一个主线程
• 创建启动页的Activity
• 加载View
• 布局view到屏幕
• 进行初始绘制显示视图

当应用进程完成初始绘制之后，系统进程用启动页的Activity来替换当前显示的空白Window，这个时刻用户就可以使用App了。

四、APP启动时间

APP的启动时间是我们可以检验优化效果的依据，启动时间是指打开应用从初始化到显示启动页Activity的这一段时间。 Google官方的解释：APP startup time

使用过logcat查看启动时间

在Android4.4（API level 19）以上的Android版本上，当启动应用时 Android Studio 自动会在 logcat 中输出启动时间。 这个时间从应用启动（创建进程）开始计算，到完成视图的第一次绘制（即Activity内容对用户可见）为止。

如Display显示：

I/ActivityManager: Displayed com.example.app/com.example.app.SplashActivity: +1s742ms (total +49s450ms)
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reportFullyDrawn()方法

Activity 的 reportFullyDrawn() 方法， 它会在 Logcat 里打印从apk初始化到 reportFullyDrawn() 方法被调用用了多长时间（文章的 reportFullyDrawn() 在 SplashActivity 中的onCreate()中执行，可以看到显示的时间和Displayed的是一摸一样的）

I/ActivityManager: Fully drawn com.example.app/com.example.app.SplashActivity: +1s742ms (total +49s450ms)
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执行adb命令手动查看启动时间

adb shell am start -W [packagename]/[packagename.SplashActivity]

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输出：

Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=com.example.app/.SplashActivity }
Status: ok
Activity: com.example.app/.SplashActivity
ThisTime: 1368
TotalTime: 1368
WaitTime: 1432
Complete

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ThisTime:最后一个启动的Activity的启动耗时；

TotalTime:自己的所有Activity的启动耗时；

只用关注TotalTime就行了

启动时间标准

官方给出，当启动时间超出以下指标时，会被认为启动时间过长，这是就需要考虑仔细优化启动时间。

• 冷启动时间超过5s
• 热启动时间超过1.5s
• 暖启动时间超过2s

说了一大堆启动的基础知识，下边开始讲解真正的优化实战

五、启动优化实战

解决应用刚启动时的白屏问题

前边讲到，应用初始化会进行一系列进程的创建，资源的初始化工作，这段时间系统会先分配一个空白的Window，这会造成用户打开应用到显示第一个可交互的Activity，会经历一段白屏的时间。

这时我们可以在给app定义一个主题去解决，在Activity显示出来之前先显示一个主题背景，去填补空白的Window阶段。

定义一个 Splash主题

<!--Splash launcher-->
    <style name="LauncherTheme" parent="AppTheme">
        <item name="android:windowBackground">@mipmap/ic_splash_bg</item>
        <item name="android:windowFullscreen">true</item>
        <item name="android:windowContentOverlay">@null</item>
    </style>
复制代码

在 manifest 中引用该主题

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

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
复制代码

最后记得在启动页显示以后恢复默认的APP主题

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setTheme(R.style.AppTheme)
        setContentView(R.layout.activity_splash)
      
  }
复制代码

这种方法只是视觉上给用户一种快速启动的感觉，不能减少实际的启动时间。

避免Application初始化过重

随着我们工程越做越大，第三方库和组件也逐渐被依赖到我们的项目中，避免不了会在 Application 的onCreate()中执行很多第三方库的初始化工作。大量的初始化工作导致该生命周期过于沉重，可能会加长应用的启动时间，因此我们应该对这些第三方库进行分类和优化。

• 必须在onCreate()且是主进程中初始化
• 可以延迟，但是需要在Application中初始化
• 可以延迟到启动页的生命周期回调中初始化
• 延迟到用的时候再初始化

大家可以根据自身项目去整理代码，可以延迟执行的应该放在 IntentService 或者 Work Thread 中进行初始化。

• 例如EventBus 需要在Activiy中使用的，必须在Application中初始化
• 例如Bugly ，GrowingIO等类似库的可以放在Work Thread中初始化
• 例如地图定位、ImageLoad可以延迟到使用之前初始化
• SplashActivity中网络加载的资源，可以首次加载存放在缓存中，下次启动的时候再显示
• 注意有些第三方库必须在主线程中初始化
• 避免耗时操作，如数据库I/O操作不要放在主线程执行
• 删除无用或重复的代码
• 减少首屏Activity中的网络请求密度