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性能优化-：（04）2022.1.20-Android面试必备Application启动过程与耗时分析

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一、概述

分为三个步骤：

  1. 通过源码分析，知道启动流程（便于启动监控——哪些地方耗时）

  2. 阿里的启动优化方案

  3. 如何实现高效的 SplashActivity

二、启动流程

分为三个流程，如下图所示：

App启动的3个流程

在第二个阶段中，Application 的启动很关键，其中 Application 中的 attachBaseContext 方法比较关键，很多时候我们会在里面做一些比较前置的任务，诸如：

  • 对于加固的 App ，这里会做解密的操作

  • 对于热修复而言，第一时间将修复的 dex 给生效

只需要在执行类之前，dex 中包括这个类。所以，理论上我们可以无需一次性将所有的 dex 文件在 attachBaseContext 的时候加载进去。第一个 Activity 启动之后，再将其他的 dex 加载进去。attachBaseContext 阶段可以使用字节的 BoostMultiDex 方案去优化。

只有 window 才能展示出来看到，而目前在 Android 里面就一个 PhoneWindow ，所以，我们看到的第一屏肯定只能是 第一个 Activity 的 PhoneWindow。

那么，在用户点击Launcher 到第一个 Activity 显示出来之前，我们要显示内容，显示什么内容呢？其实显示的是Application 的主题，这个主题里面有个属性：

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<application
    android:theme="@style/Theme.AndroidDemo">
    <activity
        android:name=".MainActivity"
        android:exported="true">
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

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

application 的 theme 是 @style/Theme.AndroidDemo ，然后我们可以在theme 里面设置 android:windowSplashscreenContent 值：

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<resources xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">
    <!-- Base application theme. -->
    <style name="Theme.AndroidDemo" parent="Theme.MaterialComponents.DayNight.DarkActionBar">
        <item name="android:windowSplashscreenContent">@drawable/ic_launcher_background</item>
    </style>
</resources>

当然，以上操作要求 API 版本是 26 ，如果要兼容低的版本，就要设置 background 属性，但是这二者还是有区别的：

  • background 只能是图片

  • windowSplashscreenContent 可以做动画

这是怎么实现的呢？Application 里面压根就没有 Window 啊，其实在startActivity 的时候，Activity 真正启动之前，add 了一个 SplashWindow，WindowManager 通过 addView 的方式将 window 交给 WMS 去展示这个闪屏页了，这个闪屏window 会去解析 windowSplashscreenContent 字段。在第一个 Activity 初始化完，Activity 的 window 也通过 vm.addView 展示的时候，就会覆盖 SplashWindow 。

以上就是黑白屏优化，这其实就是欺骗用户，实际上也没加快启动速度。

所以，我们优化启动速度，优化在哪里呢？其实就是 vm.addView 添加 SplashWindow 和 vm.addView 第一个 Activity 的 window 之间的过程，将这个过程尽量缩短。并且，这个过程里面会执行 Application.onCreate()，所以我们需要减少 onCreate 的耗时。

优化方法

线程数，有些 SDK 会启动线程，你自己可能压根没创建线程。所以如何控制这个线程数呢？后续再讲，基本上可以通过阿里的 Alpha 。（老师说Android 的 startUp 比较垃圾），这就是 Application 的 onCreate 方法优化方法。

上述的过程还会经历第一个 Activity 的onCreate、onStart、onResume 这些流程

perfomStartActivity 的过程中， Activity.attach 的时候会为Activity创建 Context 、创建 window ，并未 window 设置 WindowManager。为什么这么设计？因为单一职责问题，Activity 是管理生命周期的，Window 是管理 View 的。

我们在 Activity 的 onCreate 中只应该去做 view 的操作，其他的诸如数据库初始化之类的应该放在子线程中异步操作。

装饰模式是功能增强；代理模式只是代理，没有增强。

有可能面试官会问，为什么采用 inflater 解析的view ，要比自定义的 view 效率低？这里我们可以看 setContentView 方法，最底层就是使用 inflater 实现的，如果能看到后面就会发现，大量使用反射创建出来 View 。而反射又是比较耗时的，所以总结如下：

  • 解析 xml 耗时

  • 根据 xml 反射 view 的反射操作耗时

所以，Activity 的 onCreate 怎么优化？如果采用的还是 xml 就没法优化；只能通过减少 xml 中的布局的层级，减少 view 个数，就减少时间；还有就是从上面的原理来说，可以自己去 new 这些view 。不过也可以用 compose ，它没有 xml 了，通过 new 之类的创建出来的。固定测量方式，避免过度渲染，多次测量问题。

onCreate 执行完成后，只是解析完成了 xml ，在 setContentView 的时候会创建 decorView，然后创建了 window ，但是还没有 显示出来，还要在 wm.addView() 才能显示在硬件上。而 handleResume 的时候，先执行了 onResume 回调之后，然后再执行Activity 的wm.addView() 。

所以，Activity 怎么优化，就得onResume() 以及之前的所有方法（onCreate、onStart） 。所以，在 onResume 这里面如果有耗时操作，就要上前面说的阿里的策略了（Alpha）。以及相应的懒加载思想（ViewStub、Viewpaget+fragment 等）。

层级，深度遍历，多一层 2的次幂

尽量使用 ConstraintLayout 而不是 Linelayout 这些，会增加嵌套。从观法的数据来看，其渲染速度比 RelativeLayout 要提升 40% 。

Activity 中所有的回调都是在 handler 里面执行的。handler 机制体系里面会有MessageQueue ，message 按照时间排序，如果最开始的那个msg 都要 10ms 后执行，那么线程就会通过 epoll 机制睡眠了。所以我们还是利用 IdelHandler 去让主线程空闲的时候去做。比如说，后台 Service 有些内容是没有必要那么及时的，可以考虑在IdleHandler 中执行。

GC 会 STW ，所以，我们也能在 IdleHandler 中取做 GC ，这样就不会影响主线程，LeakCanary里面就是这么做的（老师展示的代码是这样的，AndroidWatchExecutor.waitForIdle() 方法。还需要自己确认下）。要注意一点，IdleHandler 中不要做耗时操作，因为它也是个 msg

当 App 第一个 Activity 的 window 展示将 SplashWindow 覆盖的时候，是在 windowFocusChange 中实现切换的。所以我们一般用 windowFocusChange 来标记新的 window 启动。

每一个 Activity 都会有一个独一无二的 Window

总结

启动优化分为几个点：

  • 黑白屏阶段，使用 manifest 中 theme 的 windowSplashscreenContent 属性

  • Application 的 attachBaseContext() 回调中，可以用 字节的 BoostMultiDex 方案

  • Application 的 onCreate 阶段，采用图论原理，将各个任务依次执行，例如阿里的 Alpha 框架

  • 接着就到了Activity 阶段，由于要遭 onResume 之后才会执行 vm.addView 最终展示 window ，所以在 onCreate、onStart 、onResume 这些回调里面都不要执行耗时操作

谢谢你的鼓励