android 性能优化 -- 启动过程 冷启动 热启动

一、应用的启动方式

　　通常来说，启动方式分为两种：冷启动和热启动。

　　1、冷启动：当启动应用时，后台没有该应用的进程，这时系统会重新创建一个新的进程分配给该应用，这个启动方式就是冷启动。

　　2、热启动：当启动应用时，后台已有该应用的进程（例：按back键、home键，应用虽然会退出，但是该应用的进程是依然会保留在后台，可进入任务列表查看），所以在已有进程的情况下，这种启动会从已有的进程中来启动应用，这个方式叫热启动。

　　特点

　　1、冷启动：冷启动因为系统会重新创建一个新的进程分配给它，所以会先创建和初始化Application类，再创建和初始化MainActivity类（包括一系列的测量、布局、绘制），最后显示在界面上。

　　2、热启动：热启动因为会从已有的进程中来启动，所以热启动就不会走Application这步了，而是直接走MainActivity（包括一系列的测量、布局、绘制），所以热启动的过程只需要创建和初始化一个MainActivity就行了，而不必创建和初始化Application，

　　因为一个应用从新进程的创建到进程的销毁，Application只会初始化一次。

二、应用的启动过程

　　冷启动启动流程：当点击app的启动图标时，安卓系统会从Zygote进程中fork创建出一个新的进程分配给该应用，之后会依次创建和初始化Application类、创建MainActivity类、加载主题样式Theme中的　　　　　　　　       

　　windowBackground等属性设置给MainActivity以及配置Activity层级上的一些属性、再inflate布局、当onCreate/onStart/onResume方法都走完了后最后才进行contentView的measure/layout/draw显示在界面上，所以直到这里，

　　应用的第一次启动才算完成，这时候我们看到的界面也就是所说的第一帧。所以，总结一下，应用的启动流程如下：

　　Application的构造器方法——>attachBaseContext()——>onCreate()——>Activity的构造方法——>onCreate()——>配置主题中背景等属性——>onStart()——>onResume()——>测量布局绘制显示在界面上。

　　大致流程如下：

　　1、点击桌面图标，Launcher会启动程序默认的Acticity，之后再按照程序的逻辑启动各种Activity

　　2、启动Activity都需要借助应用程序框架层的ActivityManagerService服务进程(Service也是由ActivityManagerService进程来启动的)；在Android应用程序框架层中，ActivityManagerService是一个非常重要的接口，

　　它不但负责启动Activity和Service，还负责管理Activity和Service。

　　　　Step 1. 无论是通过Launcher来启动Activity，还是通过Activity内部调用startActivity接口来启动新的Activity，都通过Binder进程间通信进入到ActivityManagerService进程中，并且调用ActivityManagerService.startActivity接口；

　　　　Step 2. ActivityManagerService调用ActivityStack.startActivityMayWait来做准备要启动的Activity的相关信息；

　　　　Step 3. ActivityStack通知ApplicationThread要进行Activity启动调度了，这里的ApplicationThread代表的是调用ActivityManagerService.startActivity接口的进程，对于通过点击应用程序图标的情景来说，这个进程就是Launcher了，

　　　　而对于通过在Activity内部调用startActivity的情景来说，这个进程就是这个Activity所在的进程了；

　　　　Step 4. ApplicationThread不执行真正的启动操作，它通过调用ActivityManagerService.activityPaused接口进入到ActivityManagerService进程中，看看是否需要创建新的进程来启动Activity；

　　　　Step 5. 对于通过点击应用程序图标来启动Activity的情景来说，ActivityManagerService在这一步中，会调用startProcessLocked来创建一个新的进程，而对于通过在Activity内部调用startActivity来启动新的Activity来说，这一步是不需要执行的，

　　　　因为新的Activity就在原来的Activity所在的进程中进行启动；

　　　　Step 6. ActivityManagerServic调用ApplicationThread.scheduleLaunchActivity接口，通知相应的进程执行启动Activity的操作；

　　　　Step 7. ApplicationThread把这个启动Activity的操作转发给ActivityThread，ActivityThread通过ClassLoader导入相应的Activity类，然后把它启动起来。

 

三、冷启动过程中碰到的白屏黑屏以及优化启动时间

　　1、白屏问题 ：

　　android studio升级 2.0之后 加上Instant Run，Instant Run为了能够让我们快速部署代码，背后其实是有一套非常复杂的逻辑的，比如要在APK中建立服务器与Android Studio进行通信，以及代码差异比对和替换等，在研发过程中可能出现白屏问题，

　　一般release版的程序是不会出现这种现象的；

　　如果接下来还会出现白屏问题，可以查看style文件

<style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light.DarkActionBar">    
   <item name="android:windowIsTranslucent">true</item>
   <item name="android:windowNoTitle">true</item> 
</style>

加入了两个属性，windowIsTranslucent和windowNoTitle，将这两个属性都设置成true，就可以让程序在初始化的时候窗口是透明的，初始化结束后程序主界面才会显示出来，从而也就完全看不到白屏界面了

 

　　2、启动时间的优化

　　先测量activity的启动时间-------Activity的reportFullyDrawn()方法 

  　你就需要调用Activity的reportFullyDrawn()。它将在log里报告从apk初始化（和前面Displayed的时间是一样的）到reportFullyDrawn() 方法被调用用了多长时间。

      reportFullyDrawn()方法显示的log也是类似这样：

      ActivityManager: Displayed com.Android.myexample/.StartupTiming: +768ms

     在4.4上调用reportFullyDrawn()方法会崩溃（但是log还是能正常打印），提示需要UPDATE_DEVICE_STATS权限 ，但是这个权限只有系统app才能授权。解决的办法是这样调

try{
    reportFullyDrawn();
}catch(SecurityException e){
}

还有一种测量启动时间的方法也值得一提，那就是screenrecord命令

　　首先启动带—bugreport选项（它可以在frames 中添加时间戳－应该是L中的特性）的screenrecord 命令：

　　$ adb shell screenrecord --bugreport /sdcard/launch.mp4
　　然后点击app的图标，等待app显示，ctrl-C screenrecord, 使用adb pull命令把文件导出到电脑。

　　$ adb pull /sdcard/launch.mp4

　　现在你可以打开录制视频看看发生了什么。你需要一个能逐帧查看的视频播放器（mac上的Quicktime 就可以，不清楚其它os上什么播放器这个功能最好使）。现在逐帧播放，注意视频的上方有一个frame 时间戳。

　　一直往前直到你发现app图标高亮了为止。这个时候系统已经处理了图标上的点击事件，开始启动app了，记录下这一帧的时间。继续播放帧直到你看到了app整个UI的第一帧为止。根据不同情况（是否有启动窗口，是否有启动画面等等），

　　事件和窗口发生的实际顺序可能会有不同。对于一个简单的app来说，你会首先见到启动窗口，然后渐变出app真实的UI。在你看到UI上的任何内容之后，你应该记录下第一帧，这时app完成了布局和绘制，准备开始显示出来了。同时也记录下这一帧所发生的时间。

　　现在把这两个时间相减 ((UI displayed) - (icon tapped)); 得到app从点击到绘制就绪的所有时间。虽然这个时间包含了进程启动之前的时间，但是至少它可以用于跟其他app比较。

Android冷启动时间优化

     冷启动时间是指当用户点击你的app那一刻到系统调用Activity.onCreate()之间的时间段。在这个时间段内，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

冷启动时间优化

　　知道了Android冷启动时间的原理之后，就可以通过一些小技巧来对冷启动时间进行优化，从而让你app加载变得”快“一些（视觉体验上的快）。我们可制作一个启动Activity的背景样式的.9图片，然后把这个.9图片做为windowBackground。

　　

　　图片制作好之后，我们就可以用它做为app冷启动阶段的预览元素，如下设置：

①为启动的Activity自定义一个Theme

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

②将新的Theme应用到设置到AndroidManifest.xml中

<activity
    android:name=".MainActivity"
    android:theme="@style/AppTheme.Launcher">
  
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
        <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
    </intent-filter>
</activity>

③由于给MainActivity设置了一个新的Theme，这样做会覆盖原来的Theme，所以在MainActivity中需要设置回原来的Theme

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
 
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 
        // Make sure this line comes before calling super.onCreate().
        setTheme(R.style.AppTheme);
 
        super.onCreate(savedInstanceState);
    }
}