App性能優化（一）—— 啟動優化，冷啟動，熱啟動，溫啟動

標簽 ： Android架構師之路

APP啟動方式

App啟動方式分三種：冷啟動（cold start）、熱啟動（hot start）、溫啟動（warm start）

▲ 冷啟動

系統不存在App行程（APP首次啟動或APP被完全殺死）時啟動APP
此時，APP的啟動將經歷兩個階段：

第一階段

1.加載并啟動app;
2.app啟動后，第一時間為app顯示一個空白的window；
3.創建app行程

第二階段

系統一旦創建了app行程，app行程就要負責做以下的任務：

1.創建app物件；
2.啟動主行程ActivityThread；
3.創建MainActivity；
4.渲染視圖；
5.執行onLayout；
6.執行onDraw
7.完成第一次繪制后，把mainActivity替換已經展示的BackgroundWindow，即空白window，

▲ 熱啟動

當我們按了Home鍵或其它情況app被切換到后臺，再次啟動app的程序，
熱啟動時，系統將activity帶回前臺，如果應用程式的所有activity存在記憶體中，則應用程式可以避免重復對
象初始化、渲染、繪制操作，

如果由于記憶體不足導致物件被回收，則需要在熱啟動時重建物件，此時與冷啟動時將界面顯示到手機螢屏上一
樣，

▲ 溫啟動

溫啟動包含了冷啟動的一些操作，由于app行程依然在，溫啟動只執行冷啟動的第二階段，這代表著它比熱啟動有更多的開銷，

溫啟動有很多場景，例如：

• 用戶按連續按回傳退出了app，然后重新啟動app；
• 由于系統識訓了app的記憶體，然后重新啟動app，

App啟動優化

app啟動優化的方向是冷啟動，

空白window問題

app啟動時，會短暫的一瞬間白屏:

這個動圖是我在Application的oncCreate里執行緒休眠1s實作，雖然如此，但是實際專案中確實存在啟動時白屏時間過長的問題，

要看怎么解決，先問▲為什么會有白屏？

在上面講冷啟動第一階段，啟動app之后，立即展示一個空白的window，那么具體怎么展示，為什么要展示空白的window呢？

我們看app啟動流程加載首屏部分原始碼：

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) {
       //…… 省略一萬行……

        if (!isHomeOrRecentsStack() || numActivities() > 0) {
            if (DEBUG_TRANSITION) Slog.v(TAG_TRANSITION,
                    "Prepare open transition: starting " + r);
            //…… 省略一萬行……
            
            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);
			// 如果同時滿足，則顯示空白螢屏
            } else if (SHOW_APP_STARTING_PREVIEW && doShow) {
                //……
                //顯示空白螢屏
                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);
        }
    }

這里省略了部分代碼，只保留關鍵代碼，

顯示白屏由兩個變數決定：SHOW_APP_STARTING_PREVIEW，在activity啟動前時否顯示預覽；doShow，其默認值為true，但是它由newTask決定，是否為一個全新的activity堆疊，也就是說，SHOW_APP_STARTING_PREVIEW為true，并且app冷啟動，就顯示白屏，

那么，能不能不顯示白屏呢？

答案是可以的！
兩種方法：

• 禁用app啟動時window預覽的功能

在主題中為首屏activity添加一個注意，禁用window預覽的功能，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>

    <!--禁用預覽功能主題-->
    <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>

在網上看到說可以將首屏背景設為透明背景，就是我注釋掉的兩行，但是實際測驗發現會透明，但是會出現黑屏的問題，估計這種也不靠譜還麻煩，所以直接忽略它，直接禁用預覽功能，

效果如下：

可以看到，我們點了一下app，系統竟然卡住了？！過了1秒多，app才啟動起來？？什么鬼？
其實并不是系統卡住了，而是我們本來應該顯示的空白預覽螢屏不顯示了，所以看起來好像卡住了，嘿嘿嘿，此處突然萌生了一個想法：你手機或者系統有問題，跟我的app代碼有啥關系😏😏😏，哈哈哈，你品，你細品，哈哈哈哈……

言歸正傳，這種方式雖然可以帥鍋給系統，并且之前支付寶好像竟然這么干過！但是并不是好的辦法，接下來，我們往下看另一種方法，

• 給空白首屏Activity設定一個背景

在style.xml中給SplashActivity添加一個新主題，設定一個背景：

    <!--替換首屏的背景的主題-->
    <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：

看這種效果是不是很好，如果UI再改一下，UI妹子給做一些好看的圖，是不是效果更棒了，
（另外我發現頭條好像也是這樣的）

從源頭解決

上面兩種方式，看似挺不錯，尤其是第二種，效果竟然看著還不錯？？😂😂😂

但是！上面的方式治標不治本只是障眼法，我們還是要從根源上解決問題！

從上面冷啟動的介紹可知，app啟動程序中，會有如下幾個重要程序：

看出點什么了嗎？
app啟動，顯示白屏，首屏第一次繪制完成，替換白屏，也就是說，直到首屏顯示之前，都是白屏！

所以，要想解決白屏的問題，就要減少白屏顯示的時間！也就是說要加快app初始化和首屏繪制的時間，

像上面，我實作長時間白屏，就是在application的onCreate方法中，讓執行緒休眠一段時間：

public class MyApplication extends Application {

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

看到這段代碼，是不是讓你產生了一些思路呢？

• 減少Application 初始化的作業量，

我們通常會在Application的onCreate方法中可以做一些輕量化的初始化操作，當onCreate任務越多耗時操作越多，初始化越慢，于是splashActivity啟動時間就越晚，白屏時間就越長咯，

一些三方的SDK，檔案，設備，執行緒池，等等工具類，等等盡可能不要在application中初始化，

• 加快UI繪制
  其實這個已經是老生常談的話題了，常常由一下幾種方案：

1. 減少布局嵌套層級，
   布局層級越深，執行measure，layout次數就越多越耗時，ui繪制自然就越慢，我曾經見過一位大神，一個xml嵌套8-9層甚至十幾層！我始終想不明白大神到底是計算機專業的還是護理專業的，

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

2. 減少布局元素
   布局中元素越多，單幀UI繪制就越耗時，所以盡可能減少布局元素，事實上，不管是首屏還是其他的activity或者fragment布局都應該盡可能的減少布局元素，注意有時候可能為了方便，布局中放了一些不可見或占位的控制元件，應該減少這種情況，因為他們也參與繪制程序的，
   另外還可以使用viewStub標簽，使用時再初始化需要的布局，非常方便，

3. 避免過度繪制
   減少不必要的背景設定，
   盡可能避免元素重疊，既設定了背景又重疊，就會有不必要的耗時繪制，
   還是要減少不必要的站位元素，

APP性能優化不僅僅時啟動優化，還有很多內容，比如布局優化（這里包含了部分）、資料結構優化、網路優化、執行緒優化，業務邏輯優化、記憶體優化、資源優化、apk瘦身等等等等很多，還有很多性能優化工具這里沒有提及，現在先給自己挖個坑，以后有時間補上把😂😂😂

深夜寫的有些匆忙著急，如果有不足之處還望多多包涵并歡迎批評指正，非常感謝😜😜😜