Android性能优化—— 黑白屏启动优化

文章目录

概述
历史
黑白屏出现原因
Android系统架构
App启动流程
- Zygote 进程
- Launcher应用启动
app白屏和黑屏的一般解决方案
Trace工具分析代码执行时间
查看页面启动时间
APP启动时间优化
引用文章

概述

我们在很多APP启动的时候都能看到一闪而过的黑屏或者白屏，在我们这些强迫症深度患者看来，确确实实是个很糟糕的体验。但是在我们打开QQ或者一些优化过的应用的时候却看不到所谓的黑屏或白屏。我们今天就来探讨下这个黑白屏启动优化

历史

在最早的Android机器上，点击需要一定的时间来响应，然后启动。但是在这 App 未完全启动的时候，用户不能明确 App 是否已经启动，为了解决这个用户体验的问题，特意加上了启动黑白屏来表示 App 已经启动。

但是解决了点击无反应的问题，又出现了黑白屏体验不好的问题，方法总比问题多，有的应用设置背景为透明，有的应用放置图片，总之各有妙招

黑白屏出现原因

当我们设置下面主题属性时，会出现首次启动白屏或者黑屏的问题

白屏    <style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light">
黑屏    <style name="AppTheme">（在以前的老版本上有效，现在的版本默认使用透明处理了）

我们点击Theme.AppCompat.Light一直追溯，找到一个父类name="Platform.AppCompat.Light"中定义了
<item name="android:windowBackground">用来控制黑白屏，我们能从下面图中看到windowBackground被设置为@color/background_material_light

当从launcher启动一个APP时，需要fork一个进程并进行一些初始化，而fork进程和初始化是需要时间的，这时候就有了StartingWindow（也称之为PreviewWindow）的出现，

StartingWindow一般出现在应用程序进程创建并初始化成功前，所以它是个临时窗口，对应的WindowType是TYPE_APPLICATION_STARTING。目的是告诉用户，系统已经接受到操作，正在响应，在程序初始化完成后实现目的UI，同时移除这个窗口

我们看到windowBackground这个属性设置的值就是为这个StartingWindow服务的，设置黑屏主题就会显示黑屏，设置白屏主题就会显示白屏，设置一张图片就会显示一张图片

Android系统架构

我们作为上层开发者，理解Android架构便于我们更好的优化我们的应用，下面开始我们的性能优化之路

像Android开源和兼容性技术负责人Dan Morrill在Android开发手册兼容性部分所解释的，“Android并不是传统的Linux风格的一个规范或分发版本，也不是一系列可重用的组件集成，Android是一个用于连接设备的软件块。如果在真个Android系统生态来看的话，我们设计编写的应用只是作为上层的展示，仅仅是整个生态中最表面的一块，用一个通俗的说法就是应用只是一个我们成为的APK的压缩文件，他大体内容页如下图所示

Android是基于Linux的一个操作系统，它可以分为五层，下面是它的层次架构图，可以记一下，因为后面应该会总结到SystemServer这些Application Framework层的东西

App启动流程

下面该图是阿里公众号里找的一个图，大致描述了Android系统的启动流程，图上标识的数字跟下面的介绍没有关系，仅供参考

下面详细介绍具体启动流程

打开电源引导芯片代码加载引导程序Boot Loader到RAM中去执行
BootLoader把操作系统拉起来
Linux 内核启动开始系统设置，找到一个init.rc文件启动初始化进程
init进程初始化和启动属性服务，之后开启Zygote进程
Zygote开始创建JVM并注册JNI方法，开启SystemServer
启动Binder线程沲和SystemServiceManager,并启动各种服务
AMS启动Launcher

Zygote 进程

Zygote 的中文意思是受精卵，从这个意思里也可以看出 Zygote 进程是用来分裂复制(fork)的，实际上所有的 App 进程都是通过对 Zygote 进程的 Fork 得来的。Zygote 会在其启动后，预加载必要的 Java Classes 和 Resources，并启动 System Server ，并打开 /dev/socket/zygote socket 去监听启动应用程序的请求

Android进程与Linux进程一样. 默认情况下, 每个apk运行在自己的Linux进程中. 另外, 默认一个进程里面只有一个线程—主线程. 这个主线程中有一个Looper实例, 通过调用Looper.loop()从Message队列里面取出Message来做相应的处理，就是我们常说的Handlder原理

Launcher应用启动

我们从系统源码 packages\apps\Launcher2\src\com\android\launcher2\目录下可以找到Launcher.java文件，当我们用手点击一个图标时，就到了这个类执行onClick(View view)方法，会把这个应用的相关信息传入

获取一个intent

-->startActivitySafely(v, intent, tag)

–>startActivity(v, intent, tag);–>startActivity(intent);

startActivity(intent)会开一个APP进程

ActivityThread.java做为入口

这里是Launcher点击应用图标的入口

这里放个startActivitySafely方法的源码

下面是大神老师神级画作

下面给出一个好看一点的图

app白屏和黑屏的一般解决方案

在自己的<style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light">中加入windowsbackground，这样，在App启动的时候就会直接弹出设置的背景

设置windowbackground为透明的 <item name="android:windowIsTranslucent">true</item>

前面两种方法都有一个问题，就是在所有Activity启动的时候都会先显示这个默认的图片，如果是透明的话会出现点了图标没反映的情况

单独制作一个主题

<style name="AppTheme.Launcher"><item name="android:windowBackground">@drawable/bg</item></style><style name="AppTheme.Launcher1"><item name="android:windowBackground">@drawable/bg</item></style><style name="AppTheme.Launcher2"><item name="android:windowBackground">@drawable/bg</item></style>

然后在Menifest中相应的Activity下设置

<activity android:theme="@style/AppTheme.Launcher"

然后在程序中使用

setTheme(R.style.AppTheme);

让APP中所有的activity还是使用以前的样式，这样做就只有启动时才使用自己的样式

介绍下qq中方式，在style中设置下面的属性
```
关闭预显示
<item name="android:windowDisablePreview">true</item>
背景设置为空
<item name="android:windowBackground">@null</item>
```
qq比较牛逼的一点是他在Application中不初始化任何的东西，将启动时间优化到极致，下面会讲到具体的方法
其实大多数应用不需要做到像qq那样启动速度快到极致，像腾讯系、阿里系的一些应用都是只显示一张图片，然后开始显示一个3秒左右的广告，在显示广告的时间里进行一些初始化

Trace工具分析代码执行时间

黑白屏的优化只是表面上的优化，只是做到让用户觉得启动速度很快，但实际启动速度一点都没变，下面就该介绍真正的启动优化

工欲善其事，必先利器其器，google小姐已经为我们准备好了工具

Debug.startMethodTracing(filePath);
中间为需要统计执行时间的代码
Debug.stopMethodTracing();

或者直接使用Android Device file Explorer导出的文件

adb pull /storage/emulated/0/app1.trace把文件拉出来分析
把pull到电脑上的文件拖到AS中就可以分析了

查看页面启动时间

sdk版本4.4以前

通过命令

 adb shell am start -W com.lqr.wechat/com.lqr.wechat.activity.SplashActivity

可以查看页面的启动时间

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；
WaitTime: ActivityManagerService启动App的Activity时的总时间（包括当前Activity的onPause()和自己Activity的启动）。

AM.java在系统源码中的路径

frameworks\base\cmds\am\src\com\android\commands\am

APP启动时间优化

优化方案：

1.开线程

内部没有创建handler 没有操作UI的事件对异步要求不高

2.懒加载

用到的时候再初始化，如网络，数据库操作

引用文章

Google工程师多图详解Android系统架构 https://yq.aliyun.com/articles/301672
Android启动流程、app安装和启动原理 https://www.jianshu.com/p/12de32b31836