App性能优化(一)—— 启动优化,冷启动,热启动,温启动

   日期:2020-09-12     浏览:171    评论:0    
核心提示:标签 : Android架构师之路APP启动方式App启动方式分三种:冷启动(cold start)、热启动(hot start)、温启动(warm start)▲ 冷启动系统不存在App进程(APP首次启动或APP被完全杀死)时启动APP此时,APP的启动将经历两个阶段:第一阶段1.加载并启动app;2.app启动后,第一时间为app显示一个空白的window;3.创建app进程第二阶段系统一旦创建了app进程,app进程就要负责做以下的任务:1.创建app对象;2

标签 : Android架构师之路

APP启动方式

App启动方式分三种:冷启动(cold start)、热启动(hot start)、温启动(warm start)

冷启动

系统不存在App进程(APP首次启动或APP被完全杀死)时启动APP
此时,APP的启动将经历两个阶段:

第一阶段

1.加载并启动app;
2.app启动后,第一时间为app显示一个空白的window;
3.创建app进程

第二阶段

系统一旦创建了app进程,app进程就要负责做以下的任务:

1.创建app对象;
2.启动主进程ActivityThread;
3.创建MainActivity;
4.渲染视图;
5.执行onLayout;
6.执行onDraw
7.完成第一次绘制后,把mainActivity替换已经展示的BackgroundWindow,即空白window。

热启动

当我们按了Home键或其它情况app被切换到后台,再次启动app的过程。
热启动时,系统将activity带回前台。如果应用程序的所有activity存在内存中,则应用程序可以避免重复对
象初始化、渲染、绘制操作。

如果由于内存不足导致对象被回收,则需要在热启动时重建对象,此时与冷启动时将界面显示到手机屏幕上一
样。

温启动

温启动包含了冷启动的一些操作,由于app进程依然在,温启动只执行冷启动的第二阶段,这代表着它比热启动有更多的开销。

温启动有很多场景,例如:

  • 用户按连续按返回退出了app,然后重新启动app;
  • 由于系统收回了app的内存,然后重新启动app。

App启动优化

app启动优化的方向是冷启动。

空白window问题

app启动时,会短暂的一瞬间白屏:


这个动图是我在Application的oncCreate里线程休眠1s实现。虽然如此,但是实际项目中确实存在启动时白屏时间过长的问题。

要看怎么解决,先问为什么会有白屏

在上面讲冷启动第一阶段,启动app之后,立即展示一个空白的window,那么具体怎么展示,为什么要展示空白的window呢?

我们看app启动流程加载首屏部分源码:

ActivityStack


 	// Set to false to disable the preview that is shown while a new activity
    // is being started.
    private static final boolean SHOW_APP_STARTING_PREVIEW = true;
    
	void startActivityLocked(ActivityRecord r, ActivityRecord focusedTopActivity,
            boolean newTask, boolean keepCurTransition, ActivityOptions options) { 
       //…… 省略一万行……

        if (!isHomeOrRecentsStack() || numActivities() > 0) { 
            if (DEBUG_TRANSITION) Slog.v(TAG_TRANSITION,
                    "Prepare open transition: starting " + r);
            //…… 省略一万行……
            
            boolean doShow = true;
            if (newTask) { 
                // Even though this activity is starting fresh, we still need
                // to reset it to make sure we apply affinities to move any
                // existing activities from other tasks in to it.
                // If the caller has requested that the target task be
                // reset, then do so.
                if ((r.intent.getFlags() & Intent.FLAG_ACTIVITY_RESET_TASK_IF_NEEDED) != 0) { 
                    resetTaskIfNeededLocked(r, r);
                    doShow = topRunningNonDelayedActivityLocked(null) == r;
                }
            } else if (options != null && options.getAnimationType()
                    == ActivityOptions.ANIM_SCENE_TRANSITION) { 
                doShow = false;
            }
            if (r.mLaunchTaskBehind) { 
                // Don't do a starting window for mLaunchTaskBehind. More importantly make sure we
                // tell WindowManager that r is visible even though it is at the back of the stack.
                r.setVisibility(true);
                ensureActivitiesVisibleLocked(null, 0, !PRESERVE_WINDOWS);
			// 如果同时满足,则显示空白屏幕
            } else if (SHOW_APP_STARTING_PREVIEW && doShow) { 
                //……
                //显示空白屏幕
                r.showStartingWindow(prev, newTask, isTaskSwitch(r, focusedTopActivity));
            }
        } else { 
            // If this is the first activity, don't do any fancy animations,
            // because there is nothing for it to animate on top of.
            ActivityOptions.abort(options);
        }
    }

这里省略了部分代码,只保留关键代码。

显示白屏由两个变量决定:SHOW_APP_STARTING_PREVIEW,在activity启动前时否显示预览;doShow,其默认值为true,但是它由newTask决定,是否为一个全新的activity栈,也就是说,SHOW_APP_STARTING_PREVIEW为true,并且app冷启动,就显示白屏。

那么,能不能不显示白屏呢?

答案是可以的!
两种方法:

  • 禁用app启动时window预览的功能

在主题中为首屏activity添加一个注意,禁用window预览的功能,并在manifest中使用

<resources>
    <!-- Base application theme. -->
    <style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light.DarkActionBar"> <!-- Customize your theme here. --> <item name="colorPrimary">@color/colorPrimary</item> <item name="colorPrimaryDark">@color/colorPrimaryDark</item> <item name="colorAccent">@color/colorAccent</item> </style>

    <!--禁用预览功能主题-->
    <style name="AppSpalshNoPreviewTheme" parent="AppTheme"> <item name="android:windowFullscreen">true</item> <item name="windowNoTitle">true</item> <!-- <item name="android:windowContentOverlay">@null</item>--> <!-- <item name="android:windowBackground">@mipmap/wall</item>--> <item name="android:windowDisablePreview">true</item> </style>
</resources>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" package="com.margin.myapplication">

<application android:allowBackup="true" android:icon="@mipmap/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round" android:supportsRtl="true" android:name=".MyApplication" android:theme="@style/AppTheme" tools:ignore="GoogleAppIndexingWarning">
    

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

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

    <activity android:name=".HomeActivity" android:launchMode="singleTask"/>
</application>

</manifest>

在网上看到说可以将首屏背景设为透明背景,就是我注释掉的两行,但是实际测试发现会透明,但是会出现黑屏的问题,估计这种也不靠谱还麻烦,所以直接忽略它,直接禁用预览功能。

效果如下:

可以看到,我们点了一下app,系统竟然卡住了?!过了1秒多,app才启动起来??什么鬼?
其实并不是系统卡住了,而是我们本来应该显示的空白预览屏幕不显示了,所以看起来好像卡住了。嘿嘿嘿,此处突然萌生了一个想法:你手机或者系统有问题,跟我的app代码有啥关系,哈哈哈,你品,你细品,哈哈哈哈……

言归正传,这种方式虽然可以帅锅给系统,并且之前支付宝好像竟然这么干过!但是并不是好的办法,接下来,我们往下看另一种方法。

  • 给空白首屏Activity设置一个背景

在style.xml中给SplashActivity添加一个新主题,设置一个背景:

    <!--替换首屏的背景的主题-->
    <style name="AppSpalshBackgroundTheme" parent="AppTheme"> <item name="android:windowBackground">@mipmap/wall</item> <item name="android:windowFullscreen">true</item> <item name="windowNoTitle">true</item> </style>

效果如下:

看这种效果是不是很好,如果UI再改一下,UI妹子给做一些好看的图,是不是效果更棒了。
(另外我发现头条好像也是这样的)

从源头解决

上面两种方式,看似挺不错,尤其是第二种,效果竟然看着还不错??

但是!上面的方式治标不治本只是障眼法,我们还是要从根源上解决问题!

从上面冷启动的介绍可知,app启动过程中,会有如下几个重要过程:

Created with Raphaël 2.2.0 load and launch App showPreviewWindow init app init splashActivity replace previewWindow with splashActivity

看出点什么了吗?
app启动,显示白屏,首屏第一次绘制完成,替换白屏。也就是说,直到首屏显示之前,都是白屏!

所以,要想解决白屏的问题,就要减少白屏显示的时间!也就是说要加快app初始化首屏绘制的时间

像上面,我实现长时间白屏,就是在application的onCreate方法中,让线程休眠一段时间:

public class MyApplication extends Application { 

    @Override
    public void onCreate() { 
        super.onCreate();
        try { 
            Thread.sleep(1500);
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

看到这段代码,是不是让你产生了一些思路呢?

  • 减少Application 初始化的工作量。

我们通常会在Application的onCreate方法中可以做一些轻量化的初始化操作。当onCreate任务越多耗时操作越多,初始化越慢,于是splashActivity启动时间就越晚,白屏时间就越长咯。

一些三方的SDK,文件,设备,线程池,等等工具类,等等尽可能不要在application中初始化。

  • 加快UI绘制
    其实这个已经是老生常谈的话题了,常常由一下几种方案:
  1. 减少布局嵌套层级。
    布局层级越深,执行measure,layout次数就越多越耗时,ui绘制自然就越慢。我曾经见过一位大神,一个xml嵌套8-9层甚至十几层!我始终想不明白大神到底是计算机专业的还是护理专业的。

此刻我不得不说约束布局——ConstraintLayout是真的香!只要你用的好,布局合理,甚至可以零嵌套!

  1. 减少布局元素
    布局中元素越多,单帧UI绘制就越耗时,所以尽可能减少布局元素。事实上,不管是首屏还是其他的activity或者fragment布局都应该尽可能的减少布局元素。注意有时候可能为了方便,布局中放了一些不可见或占位的控件,应该减少这种情况,因为他们也参与绘制过程的。
    另外还可以使用viewStub标签,使用时再初始化需要的布局,非常方便。

  2. 避免过度绘制
    减少不必要的背景设置。
    尽可能避免元素重叠。既设置了背景又重叠,就会有不必要的耗时绘制。
    还是要减少不必要的站位元素。

APP性能优化不仅仅时启动优化,还有很多内容,比如布局优化(这里包含了部分)、数据结构优化、网络优化、线程优化,业务逻辑优化、内存优化、资源优化、apk瘦身等等等等很多,还有很多性能优化工具这里没有提及,现在先给自己挖个坑,以后有时间补上把

深夜写的有些匆忙着急,如果有不足之处还望多多包涵并欢迎批评指正,非常感谢

 
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