Android面试题之App的启动流程和启动速度优化

简介: App启动流程概括:当用户点击App图标,Launcher通过Binder IPC请求system_server启动Activity。system_server指示Zygote fork新进程,接着App进程向system_server申请启动Activity。经过Binder通信,Activity创建并回调生命周期方法。启动状态分为冷启动、温启动和热启动,其中冷启动耗时最长。优化技巧包括异步初始化、避免主线程I/O、类加载优化和简化布局。

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App启动流程

①点击桌面App图标,Launcher进程采用Binder IPC向system_server进程发起startActivity请求;

②system_server进程接收到请求后,向zygote进程发送创建进程的请求;

③Zygote进程fork出新的子进程,即App进程;

④App进程,通过Binder IPC向sytem_server进程发起attachApplication请求;

⑤system_server进程在收到请求后,进行一系列准备工作后,再通过binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求;

⑥App进程的binder线程(ApplicationThread)在收到请求后,通过handler向主线程发送LAUNCH_ACTIVITY消息;

⑦主线程在收到Message后,通过反射机制创建目标Activity,并回调Activity.onCreate()等方法。

⑧到此,App便正式启动,开始进入Activity生命周期,执行完onCreate/onStart/onResume方法,UI渲染结束后便可以看到App的主界面。

启动状态

应用有三种启动状态,每种状态都会影响应用向用户显示所需的时间:冷启动、温启动与热启动。

  • 温启动包含了在冷启动期间发生的部分操作;同时,它的开销要比热启动高
  • 冷启动是指应用从头开始启动:系统进程在冷启动后才创建应用进程
  • 在热启动中,系统的所有工作就是将 Activity 带到前台
  • 启动优化一般是优化冷启动,一般冷启动时间大于5s就认为时间过长(官方)

启动时间查看

  • 在logcat里,通过Display字段过滤,可以看到系统打印的启动时间日志
  • 用adb查看App启动时间
 adb shell am start -S -W [packageName]/[activityName]

一般会输入三个值:ThisTime、TotalTime与WaitTime。

一般关注TotalTime表示新应用启动的耗时,包括新进程的启动和Activity的启动,但不包括前一个应用Activity pause的耗时。

这个是统计到用户可操作的时间,也就是到onWindowFocusChanged的时间。

用IDE的CPU Profile功能来查看哪些步骤启动耗时
  • 首先需要打开AS中的CPU Profile开关,在App的run configuration设置里,找到Profile,
然后打开
start this recording on startup,
选择
trace java methods

之后重启App,AS就会自动打开Profile

  • 这个功能只支持API26以上的版本
  • Profile页面有一下4个tab
Call Chart 根据时间线查看调用栈,便于观察每次调用是何时发生的
Flame Chart 根据耗时百分比查看调用栈,便于发现总耗时很长的调用链
Top Down Tree 查看记录数据中所有方法调用栈,便于观察其中每一步所消耗的精确时间。
Bottom Up Tree 相对于Top Down Tree,能够更方便查看耗时方法如何被调用

此外,还可以用StrictMode模式检测耗时操作

 //debug下开启StrictMode,检查耗时操作
if (BuildConfig.DEBUG){
   
    //检查线程
    StrictMode.setThreadPolicy(StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
        .detectDiskReads() //读写操作
        .detectDiskWrites()
        .detectNetwork() //检测网络
        .penaltyLog() //检测到以后输出日志
        .build())
    //检查虚拟机
    StrictMode.setVmPolicy(StrictMode.VmPolicy.Builder()
        .detectLeakedSqlLiteObjects() //SQL泄漏操作
        .detectLeakedClosableObjects() //未关闭的Closable
        .penaltyLog() //检测到以后输出日志
        .penaltyDeath() //违规奔溃
        .build())
}
第三方框架启动耗时
  • EventBus、Arouter等
黑白屏问题优化

通过给启动的Activity设置一个主题style,这个主题设置windowbackground为一张启动图,可以优化体验;然后再activity的oncreate中把主题设置回来

对于API26以下的版本,我们可以通过手动触发CPU Profile
  1. 首先在application中启动,test表示生成的.trace文件名称
Debug.startMethodTracing("test")
  1. 然后在启动的入口activity的onWindowFocusChanged方法中停止
Debug.stopMethodTracing()

重新启动App以后会在SD卡上生成test.trace文件(App需要有读写SD卡权限),直接双击就可以在AS中打开了

总结

1). 合理的使用异步初始化、延迟初始化、懒加载机制。

2). 启动过程避免耗时操作,如数据库 I/O操作不要放在主线程执行。

3). 类加载优化:提前异步执行类加载。

4). 合理使用IdleHandler进行延迟初始化。

  • IdleHandler会在MessageQueue队列消息处理完以后空闲了回调
  • 比如如果要在activity的View绘制完成之后再做些操作,就可以用IdleHandler;
  • onResume时View还没有绘制完成,onResume回调以后才会去执行performTraversals函数,也就是三大绘制流程
Looper.myQueue().addIdleHandler(new MessageQueue.IdleHandler() {
   
    @Override
    public boolean queueIdle() {
   
        long time = System.currentTimeMillis();
        //耗时操作
        Log.i("tag", "cost time " + (System.currentTimeMillis() - time));
        //false只执行一次,true会执行多次
        return false;
    }
});

5). 简化布局:

  • 简化非必要的层级
  • 注意一些自定义View里面是否有读写IO的情况,比如读写一些配置文件,字体文件等

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