Android应用启动速度优化

应用启动流程总结：

①点击启动一个App，Launcher进程采用Binder IPC向ActivityManagerService发起startActivity请求；
②ActivityManagerService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进程发起绑定Application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，通过发射机制创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法。

从这里的应用启动过程来看，我们要对应用启动速度进行优化，能做的就是在application和launcherActivity的启动进行优化，即不能进行耗时操作。

冷启动、温启动、热启动概念

冷启动

冷启动指的是该应用程序在此之前没有被创建，发生在应用程序首次启动或者自上次被终止后的再次启动。简单的说就是app进程还没有，需要创建app的进程启动app。

比如开机后，点击屏幕的app图标启动应用。

冷启动的过程主要分为两步：

1）系统任务。加载并启动应用程序；显示应用程序的空白启动窗口；创建APP进程
2）APP进程任务。启动主线程；创建Activity；加载布局；屏幕布局；绘制屏幕
其实这不就是APP的启动流程嘛？所以冷启动是会完整走完一个启动流程的，从系统到进程。

温启动

温启动指的是App进程存在，但Activity可能因为内存不足被回收，这时候启动App不需要重新创建进程，只需要执行APP进程中的一些任务，比如创建Activity。

比如返回主页后，又继续使用其他的APP，时间久了或者打开的应用多了，之前应用的Activity有可能被回收了，但是进程还在。
所以温启动相当于执行了冷启动的第二过程，也就是APP进程任务，需要重新启动线程，Activity等。

热启动

热启动就是App进程存在，并且Activity对象仍然存在内存中没有被回收。
比如app被切到后台，再次启动app的过程。

所以热启动的开销最少，这个过程只会把Activity从后台展示到前台，无需初始化，布局绘制等工作。

那我们所要做的启动速度优化呢，就是对于冷启动这种情况进行的。

启动过程需要经过哪些生命周期方法呢？

-> Application 构造函数

-> Application.attachBaseContext()

-> Application.onCreate()

-> Activity 构造函数

-> Activity.setTheme()

-> Activity.onCreate()

-> Activity.onStart

-> Activity.onResume

-> Activity.onAttachedToWindow

-> Activity.onWindowFocusChanged

启动开始标识为Application.attachBaseContext()，启动结束的最后标识是LauncherActivity的onWindowFocusChanged方法调用完成。

1、Application的onCreate流程，对于大型的APP来说，通常会在这里做大量的通用组件的初始化操作；
建议：很多第三方SDK都放在Application初始化，我们可以放到用到的地方才进行初始化操作。
2、Activity的onCreate流程，特别是UI的布局与渲染操作，如果布局过于复杂很可能导致严重的启动性能问题；

App进程的创建等环节我们是无法主动控制的，可以优化的也就是Application、Activity创建以及回调等过程。

解决方案1 ：添加一个默认的启动页的Theme能从现象解决这个问题，但是并没有从根本上解决启动慢的问题。

解决方案2：
Application中主要做了各种三方组件的初始化，参数设置，启动各种服务等；
对于过多的初始化任务,我们考虑以下优化方案:

1.考虑异步初始化三方组件，不阻塞主线程；
2.延迟部分三方组件的初始化；

启动耗时统计：

如果是本地调试的话，统计启动时间还是很简单的，通过命令行方式即可：

adb shell am start -W packagename/activity

例如：

adb shell am start -W com.xxx.xxxx/com.xxxx.login.activity.LauncherActivity

得到冷启动时间：

WaitTime
返回从 startActivity 到应用第一帧完全显示这段时间. 就是总的耗时，包括前一个应用 Activity pause 的时间和新应用启动的时间；
ThisTime
表示一连串启动 Activity 的最后一个 Activity 的启动耗时；
TotalTime
表示新应用启动的耗时，包括新进程的启动和 Activity 的启动；

一般来说，只需查看得到的TotalTime，即应用的启动时间，其包括 创建进程 + Application初始化 + Activity初始化到界面显示 的过程。

CPU profiler使用

使用CPU profiler来解决哪些性能问题

我们可以使用CPU profiler来分析CPU耗时问题，解决由于CPU资源消耗而产生的性能问题。
1.我们可以使用CPU profiler来查看主线程中每个方法的耗时情况，以及每个方法的调用栈，可以很方便的分析卡顿产生的原因，以及定位到具体的代码方法。
2.我们可以使用它来进行启动优化分析，查看APP启动时的耗时问题。
3.我们可以使用它来查看线程的执行情况，定位线程的CPU资源占用等问题。

开启使用CPU profiler追踪启动过程：

1.事件时间轴：显示应用中的 Activity 在其生命周期内不断转换而经历各种不同状态的过程
2.CPU 时间轴：显示应用的实时 CPU 使用率（以占总可用 CPU 时间的百分比表示）以及应用当前使用的线程总数。
3.线程活动时间轴：列出属于应用进程的每个线程，并使用下面列出的颜色在时间轴上指示它们的活动。

1、Trace Java Methods
会记录每个方法的时间、CPU信息。对运行时性能影响较大。
2、Sample Java Methods
相比于Trace Java Methods会记录每个方法的时间、CPU信息，它会在应用的Java代码执行期间频繁捕获应用的调用堆栈，对运行时性能的影响比较小，能够记录更大的数据区域。

跟踪 Java 方法：在运行时检测应用，以在每个方法调用开始和结束时记录一个时间戳。系统会收集并比较这些时间戳，以生成方法跟踪数据，包括时间信息和 CPU 使用率。

开启对程序追踪模式，启动程序，得到追踪的结果：

使用“Call Chart”标签检查跟踪数据
Call Chart 标签提供方法跟踪数据或函数跟踪数据的图形表示形式，其中调用的时间段和时间在水平轴上表示，而其被调用方显示在垂直轴上。对系统 API 的调用显示为橙色，对应用自有方法的调用显示为绿色，对第三方 API（包括 Java 语言 API）的调用显示为蓝色。

这里得到追踪的启动过程各个方法调用的时长，针对耗时较长的方法进行分析和优化，解决耗时问题。

CPU Profile各查看方法比较：

找到这些布局加载耗时，或者第三放库初始化，或者我们自己的方法比较耗时，主要的处理思路就是合理的使用异步初始化、延迟初始化、懒加载机制。

使用启动器来异步加载初始化任务：

启动器流程：
（1）代码Task化，启动逻辑抽象为Task
（2）根据所有任务依赖关系排序生成一个有向无环图
（3）多线程按照排序后的优先级依次执行

比如创建一个ARouterTask：

class ARouterTask(val application: BaseApplication) : Task("") {

    override fun run() {
        if (BuildConfig.DEBUG) {
            ARouter.openLog()
            ARouter.openDebug()
        }
        ARouter.init(application)
    }

}

将task添加进project的task列表中：

    fun  createCommonTaskGroup() : Task {
        var arouterTask = ARouterTask(this)
        var refreshTask = RefreshTask()
        var builder = Project.Builder()
        builder.add(arouterTask)
        builder.add(refreshTask)
        return builder.create()
    }

或者用after给task带有顺序：

 Project.Builder builder = new Project.Builder();
        builder.add(a);
        builder.add(b).after(a);
        builder.add(c).after(a);
        builder.add(d).after(b, c);
        builder.add(e).after(a);
        Project group = builder.create();

最后，manager添加project并start各个异步任务。

        AlphaManager.getInstance(applicationContext).addProject(createCommonTaskGroup())
        AlphaManager.getInstance(applicationContext).start()

参考：
https://blog.csdn.net/u011578734/article/details/109496667
https://juejin.cn/post/6844904093786308622#heading-132
Android启动优化--异步优化
阿里异步启动框架