0 纸上谈兵——App启动优化

纸上谈兵系列是我在学习App性能优化的笔记，纸上谈兵这个名字就很好的反应了这次只是启动优化的学习，并没有真正用到实际App的开发过程中（以后专门的同时处理），闲话少说，下面就开始关于App的启动优化的总结。

1 背景

• 体验 如果App的启动慢，会给用户用户体验造成影响。
• 八秒定律 如果一个网页在8S没有被打开，那么70%的用户将会放弃等待。

2 启动分类

冷启动

耗时最多，作为线上的衡量标准。 启动过程： 点击事件 -> IPC -> Process.start -> ActivityThread -> bindApplication -> LifeCycle -> ViewRootImpl

冷启动进行的任务：

启动App 加载空白Window 创建进程 Application创建 启动主线程 创建MainActivity 加载布局 布置屏幕 首帧绘制

随着首帧绘制完成，我们任务此次启动完成。

热启动

最快 后台 -> 前台

温启动

较快 只会进行LifeCycle

3 优化方向

优化我们能控制的地方，即Application和Activity生命周期。

3.1 测量启动时间

3.1.1 adb 命令

adb shell am start -W packagename/首屏Activity
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结果：

TotalTime: 所有Activity启动耗时 WaitTime: AMS启动Activity的总耗时

• 线下使用方便，不能带到线上
• 非严谨、精确的时间

3.1.2 手动打点

启动时埋点，启动结束埋点，取二者差值。

开始时间 attachBaseContext()方法，我们能拿到的最早的方法。

结束时间 误区：onWindowFocusChanged只是首帧的时间 正解：真实的数据展示出来 addOnPreDrawListener

• 精确，可带到线上，推荐做法
• 避开误区，应采用界面绘制是作为结束

3.2 启动优化的工具选择

3.2.1 traceview

特点：

1. 图形的形式展示执行时间、调用栈等
2. 信息全面，包含所有线程 使用方式：

Debug.startMethodTracing(fileName);
Debug.stopMethodTracing();
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产生的文件在Android 9.0：

/storage/self/primary/Android/data/包名/files/fileName.trace
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手机系统版本不同，文件位置不一样，不过文件位置都在

.../Android/data/包名/files/...下
复制代码

可以使用Android直接打开，主要关注Call Chart(表格)和Top Down（调用顺序） 这两列，同时也要关注 Wall Lock Time（代码在线程上真正执行的时间），Thread Time（CPU执行时间，在这个线程上），一般会小于Wall Lock Time，CPU Time是我们需要关注的点。

主要关注Top Down即可，查看耗时最多的方法基本上就是我们需要优化的关注点。

总结：运行时开销比较大，整体都会变慢（抓取所有线程的所有函数），可能会误导优化的方向。

3.2.2 systrace

特点：

1. 结合Android内核的数据，生成Html报告。
2. API 18以上使用，以下可以使用TraceCompat 使用方式：
3. 代码添加

// 开始位置
TraceCompat.beginSection(name);
// 结束位置
TraceCompat.endSection();
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python systrace.py -t 10 [other-options] [categories]
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详细参数查看官方文档。 使用python命令，查看生成文件。搜索设置的名称，找到相应位置。放大html，找到该方法调用消耗。这里面也要关注CPU Duration 和 Wall Duration。两者的差别上面已经讲过，这里不赘述。

3.2.3 AOP方式

优点：

• 无侵入性，不用手动修改代码
• 修改方便

使用AOP进行编译时代码插桩，常用的AOP框架：AspectJ（推荐使用JakeWharton大神的hugo）。 使用步骤：

1. 在项目的根目录配置：

dependencies {classpath 'classpath 'com.jakewharton.hugo:hugo-plugin:1.2.1''
}
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1. 在当前Module中的build.gradle文件中添加插件：

apply plugin: 'com.jakewharton.hugo'
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1. 新建插桩类：

@Aspect
public class CostAOP {private static final String TAG = "AOPTime";@Around("call(* com.nick.second.app.**.**(..))")public void appOnCreate(ProceedingJoinPoint joinPoint) {long timeMillis = System.currentTimeMillis();try {joinPoint.proceed();} catch (Throwable throwable) {throwable.printStackTrace();}Log.d(TAG, joinPoint.getSignature().getName() + " : " + (System.currentTimeMillis() - timeMillis));}@Around("execution(* com.nick.second.app.**.**(..))")public void appExecutionOnCreate(ProceedingJoinPoint joinPoint) {long timeMillis = System.currentTimeMillis();try {joinPoint.proceed();} catch (Throwable throwable) {throwable.printStackTrace();}Log.d(TAG, "execution " + joinPoint.getSignature().getName() + " : " + (System.currentTimeMillis() - timeMillis));}
}
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规则：

• Around在代码前后插入代码，需要使用ProceedingJoinPoint参数，并且需要手动调用ProceedingJoinPoint.proceed()来执行原方法。其他@Before,@After等只需要出入安JoinPoint即可。
• call指方法调用，第一个*代码返回值任意，第二个**指文件任意，第三个**指任意方法
• execution指方法执行，将代码插入方法体头和尾

高级用法可以google自行搜索。

4. 优化

4.1 小技巧

Theme切换： App启动时会创建空白的Window，此时如果我们设置Style包括了App的Logo等图片，那么给用户App启动特别快的错觉。具体实现：

1. 创建启动style

<!--设置背景图Theme-->
<style name="Theme.AppStartLoad" parent="android:Theme"><item name="android:windowBackground">@mipmap/ic_launcher</item><item name="android:windowNoTitle">true</item>
</style>
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1. 将style设置给MAIN Activity

<activityandroid:name=".activity.MainActivity"android:theme="@style/Theme.AppStartLoad"><intent-filter><action android:name="android.intent.action.MAIN" /><category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /></intent-filter>
</activity>复制代码

1. 在启动的Activity的onCreate方法前设置回需要的theme：

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {setTheme(R.style.AppTheme);super.onCreate(savedInstanceState);
}
复制代码

4.2 异步优化

思想：充分利用CPU，将串行执行的初始化修改为并行执行。 实现：使用线程池进行初始化。 注意：

• 有先后调用关系的需要考虑先后顺序
• 不符合异步要求的仍需要放在主线程初始化
• 区分cpu密集型和io密集型任务 实现代码：

// 使用CountDownLatch作为初始化完成的倒计时器
private CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);@Override
public void onCreate() {super.onCreate();// 创建线程池，个数根据AsyncTask中相同ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(Math.max(2, Math.min(Runtime.getRuntime().availableProcessors() - 1, 4)));executorService.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {initFirstSDK();}});executorService.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {initSecondSDK();}});executorService.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {initThirdSDK();}});try {//CountDownLatch在onCreate中最后一步进行等待，所有的初始化完成后会调用CountDownLatch.countDown()，当为0的时候则代码初始化完成countDownLatch.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
}private void initFirstSDK() {try {Thread.sleep(300);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread("first") {@Overridepublic void run() {super.run();Log.d(TAG, "initFirstSDK: start" + System.currentTimeMillis());Log.d(TAG, "initFirstSDK: end" + System.currentTimeMillis());countDownLatch.countDown();}}.start();}private void initSecondSDK() {try {Thread.sleep(300);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread("second") {@Overridepublic void run() {super.run();Log.d(TAG, "initSecondSDK: start" + System.currentTimeMillis());Log.d(TAG, "initSecondSDK: end" + System.currentTimeMillis());countDownLatch.countDown();}}.start();
}private void initThirdSDK() {new Thread("third") {@Overridepublic void run() {super.run();Log.d(TAG, "initThirdSDK: start" + System.currentTimeMillis());Log.d(TAG, "initThirdSDK end" + System.currentTimeMillis());countDownLatch.countDown();}}.start();
}
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4.3 启动器

对于异步初始化的优化，则需要使得代码更加的规范、优雅，便于开发和维护。因此引入启动器的概念：

将每个任务抽象为Task，所有Task依赖关系排序生成一个有向无环图，并且对Task进行分类（主线程和异步线程）以及Task优先级设定。

具体代码暂无，根据上面的描述进行编写即可（思想最主要，并且这一步根本不能优化启动时长，最主要是使代码更加规范、优雅，便于开发和维护）。

4.4 延迟初始化

1. 通过Handler.post()方式进行初始化：初始化时机不明确，如果页面渲染期间进行初始化，可能会造成界面卡顿。
2. 通过IdleHandler进行初始化：充分利用空闲时机进行初始化，不会造成页面的卡顿，是推荐的初始化方法。

5 其他优化

1. 提前加载SharedPreferences：异步加载xml，IO操作，会阻塞：

• 在Multidex之前加载，利用此段CPU
• 复写getApplicationContext()方法，将其返回this

1. 启动阶段不启动子进程：子进程会共享CPU资源，导致主进程CPU紧张。并且要注意不要再App onCreate之前启动四大组件，例如Service、ContentProvider（会将时间算在Application启动上）。
2. 类加载优化：提前异步类加载。

• 通过替换ClassLoader查找所需的类
• 通过Class.forName()进行类本身和其静态变量的引用类的加载
• new 类实例，加载类成员变量的引用类

1. 启动阶段抑制GC，需通过Native hook实现
2. CPU锁频（增加耗电量），将频率拉伸，拉到最高。

6 总结

启动时长的获取：

1. 开发阶段：ADB命令、手动打点
2. 线上：AOP代码插桩，注入统计代码并上传服务器进行统计

获取方法耗时：

1. SystemTrace
2. AOP
3. wall time和CPU time

总方针：

1. 异步（启动器）
2. 延迟（Idlehandler）
3. 其他优化点

其他： 结合CI对Application类进行CodeReview，当发现有修改则需要进行CodeReview，查看是否需要进行增加。