如何提升APP启动速度

作者: 小巨人Vea | 来源:发表于2018-08-06 11:34 被阅读690次

前言

在优化App性能方面，app的启动速度一定是被大家关注的一点。正好笔者也有自己的想法和总结，与大家一起分享。本篇就教大家如何提升app启动速度！

介绍

应用启动可以在三种状态中进行，每一种状态都会影响你的应用需要多长时间才能被用户看到:冷启动、温启动或热启动。在冷启动时，你的应用程序从头开始。在其他状态下，系统需要将正在运行的应用程序从后台带到前台。所以建议您以冷启动为基准作为优化，这样同时也兼顾了温启动和热启动

三种启动状态

冷：进程没有初始化，一切需要重头开始，比如第一次启动这个App
暖：暖启动包含了一些冷启动的操作但开销比热启动小，比如系统将你的应用程序从内存中移除，或用户退出你的App再启动。
热：热启动要比冷启动简单得多，开销也低得多。在热启动时，系统所做的就是将您的活动放到前台。如果应用程序的所有活动仍然驻留在内存中，那么该应用程序可以避免重复对象初始化、Inflat布局和呈现。

在冷启动开始时系统有三个任务

加载和启动应用程序
程序启动之后立刻显示一个空白界面
创建这个进程

一旦App进程创建成功，将会立刻进行下一阶段

执行Application#onCreate ---> 创建MainActivity---> Inflating views ---> draw UI

一旦应用程序完成第一次绘制，当前显示背景窗口将会替换成MainActivity,此时App的启动所用时间到此为止。减少启动时间，其实就是压缩窗口交换的时间。

优化

1.解决启动白屏

最好的方式是设置一个WindowBackground主题

    <style name="AppTheme.Launcher">
        <item name="android:windowBackground">@mipmap/launch_bg</item>
    </style>

<activity ...
android:theme="@style/AppTheme.Launcher" />

然后在MainActivity里转回正常主题，在super.onCreate和setcontentView之前设置为正常主题

public class MyMainActivity extends AppCompatActivity {
  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    setTheme(R.style.AppTheme);
    super.onCreate(savedInstanceState);
    // ...
  }
}

（注意:如果最先启动的Activity为闪屏页，这一步可省略）

以上解决了白屏问题，但未真正的减少启动时间，下面教你如何压缩启动时间，下面这张图说明了冷启动过程中的重要部分（来源于Google ）。

图中包括：
1.Applicaiton#onCreate
2.运行MainThread主线程
3.初始化Activity，回调onCreate，布局解析与绘制

2.Applicaiton优化

子线程初始化第三方库初始化
使用时初始化

2.1 优化重点onCreate函数，不应该做耗时的操作，第三方jar包初始化放到子线程中，可以利用IntentService，Thread等异步任务。此处也有需要斟酌的地方，比如可能会出现WorkThread中尚未初始化完毕但MainThread中已经使用的错误，这种情况还是建议放在onCreate方法这个主线程中初始化

2.2其次，项目中弱应用，不会被常用的第三方库可以延迟到使用时才初始化，下面我举个例子。
就拿网易云信IM即时通信来说，很多APP的IM都是弱应用，可能不会被使用到，但是这个初始化又是一个相对比较沉重的任务，所以可以放到使用时初始化，下面放一张初始化SDK说明

可以看出网易的IM文档还是非常人性化的提供了在任意位置初始化，但是只有文字表述，没有代码实例，初一看可能不太明白，我将代码实现表示如下：

1.在Application中仅仅配置IM，不影响性能


    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

        // 在Application中仅仅配置网易云信IM
        buildConfigNim();
    }

    private void buildConfigNim() {
        DemoCache.setContext(this);
        NIMClient.config(this, null, NimSDKOptionConfig.getSDKOptions(this));
    }

2.在需要用到时初始化,可以重复调用内部做了判断

    /**
     * 动态初始化
     */
    private void initIM() {
        // 在使用时调用这行代码进行初始化，可以重复调用，内部做了判断
        NIMClient.initSDK();
        // 初始化UIKit模块
        initUIKit();
    }

这是一种很好的思想，不仅局限于如此，日常开发中我们也是如此，比如 new 个集合有时候也是在使用的时候new。做到有开销有使用，无开销就消掉。好了回到优化，我再举几个例子

举例子

常规操作异步线程初始化第三方库

public class BaseApplication extends Application {
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        new WorkThread().start();
    }
    public class WorkThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            // 设置比正常线程稍微低一点的线程优先级
            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            // 异步初始化第三方库
            // init...
        }
    }
}

轻轻简述线程优先级相关概念：Android分为UI线程和background线程，UI线程中开启一个子线程默认分配到Default组跟UI线程同级，平分抢占CPU资源。为避免这种情况可设置线程优先级，式情况而定。下面为常见的两种

// 稍微低于正常线程，利于界面的响应
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND)
// 低优先级
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_LOWEST);

如果你在项目里面使用了RxJava你也可以这样，看代码注释

public class BaseApplication extends Application {
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        initOfMain();
        initOfWork();
        init();
    }

    public void init(){
        // 必须在onCreate中执行的初始化
    }

    private void initOfMain() {
        // 开启一个线程 不会等此函数执行完再执行下一个函数
        Completable.fromAction(() -> {
            // initSDK...
            // 指定为主线程
        }).subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread()).subscribe();
    }

    private void initOfWork(){
        // 开启一个线程 不会等此函数执行完再执行下一个函数
        Completable.fromAction(() -> {
            // initSDK...
            // 在子线程中执行
        }).subscribeOn(Schedulers.io()).subscribe();
    }
}

注意：#initOfMain和#initOfWork里面的任务有可能会进入Activity才执行完毕，这要根据线程耗时的多少和界面跳转时机来

新思路

大多是App都会有一个 SplashActivity做广告展示，延迟2秒再进入首页。期间做一些简单的初始化，或者MainActivity的数据预加载。

想一想能否在Splash展示的同时MainActivity的View也同时加载，业务逻辑也同步进行可不可以呢。

方案
将SplashActivity拿掉，改用SplashFragment 挂载到MainActivity上，逻辑不变只是把继承对象改为Fragment 同时把应用启动入口改为MainActivity先显示 SplashFragment，等它展示完了再remove
代码如下

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private MyHandle mHandle = new MyHandle(this);
    private ProgressBar progressBar;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        final ViewStub mainLayout = findViewById(R.id.main_container);
        SplashFragment splashFragment = new SplashFragment();
        FragmentManager supportFragmentManager = getSupportFragmentManager();
        if (supportFragmentManager != null) {
            FragmentTransaction transaction = supportFragmentManager.beginTransaction();
            if (transaction != null) {
                transaction.replace(R.id.splash_container, splashFragment).commitAllowingStateLoss();
            }
        }

        // 2. 执行主页的网络操作
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                SystemClock.sleep(3000);
                mHandle.sendEmptyMessage(0);
            }
        }).start();

        // 3. 渲染完毕加载主界面
        getWindow().getDecorView().post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                View mainView = mainLayout.inflate();
                initView(mainView);
            }
        });

        // 4.延迟 remove splashFragment
        getWindow().getDecorView().post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mHandle.postDelayed(new DelayRunnableImpl(MainActivity.this, splashFragment), 200);
            }
        });
    }

    /**
     * 初始化主页View
     *
     * @param mainView
     */
    private void initView(View mainView) {
        if (mainView != null) {
            progressBar = findViewById(R.id.progress);
            progressBar.setVisibility(View.VISIBLE);
        }
    }

    private static class MyHandle extends Handler {
        private WeakReference<MainActivity> wRef;

        public MyHandle(MainActivity activity) {
            this.wRef = new WeakReference<>(activity);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            MainActivity mainActivity = wRef.get();
            if (mainActivity != null) {
                mainActivity.progressBar.setVisibility(View.GONE);
            }
        }
    }

    private class DelayRunnableImpl implements Runnable {
        WeakReference<Context> contextWref;
        WeakReference<Fragment> fragmentWref;

        public DelayRunnableImpl(Context contextWref, Fragment fragmentWref) {
            this.contextWref = new WeakReference<>(contextWref);
            this.fragmentWref = new WeakReference<>(fragmentWref);
        }

        @Override
        public void run() {
            FragmentActivity context = (FragmentActivity) contextWref.get();
            if (context != null) {
                FragmentManager supportFragmentManager = context.getSupportFragmentManager();
                if (supportFragmentManager != null) {
                    FragmentTransaction fragmentTransaction = supportFragmentManager.beginTransaction();
                    SplashFragment fragment = (SplashFragment) fragmentWref.get();
                    if (fragment != null) {
                        fragmentTransaction.remove(fragment).commitAllowingStateLoss();
                    }
                }
            }
        }
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        if(mHandle != null){
            mHandle.removeCallbacksAndMessages(null);
        }
    }
}

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">
    <ViewStub
        android:id="@+id/main_container"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout="@layout/main_content" />

    <!-- 启动页容器 -->
    <FrameLayout
        android:id="@+id/splash_container"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"/>
</android.support.constraint.ConstraintLayout>

SplashFragment

public class SplashFragment extends Fragment {
    @Nullable
    @Override
    public View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, @Nullable ViewGroup container, @Nullable Bundle savedInstanceState) {
        View view = inflater.inflate(R.layout.fragment_splash, null);
        initView(view);
        return view;
    }

    private void initView(View view) {
        if(view!=null){
            PropertyValuesHolder pvh  = PropertyValuesHolder.ofFloat("alpha",1f,0.7f,0);
            ObjectAnimator.ofPropertyValuesHolder(view,pvh).setDuration(2000).start();
        }
    }
}

采用以上方式发现APP启动明显加快。不过要提醒一下一点是，使用这种方式时如果MainActivity启动模式为singleTask，会出现这种现象我们从二级界面按Home键再回来时，界面显示的是一级界面。你可以将入口的启动模式去掉来保留界面依然停留在二级界面

3.首次出现Activity优化

避免过度绘制
去掉不必要的Background属性，如果设置了WindowBackground Style属性在最外层布局文件中切莫使用相同的Background，我的建议是不使用WindowBackground。LinearLayout相对于 RelativeLayout 地 Measure效率要高。可以使用ConstraintLayout来减少布局层级，而且它还有很多你必须使用代码来实现的API。少使用View.GONE属性。尽量使用ViewStub标签当我们使用的时候Inflate和实例化
减少阻塞任务
什么是阻塞任务，比如 SharedPreference的Commit函数会阻塞IO，这个函数虽然执行很快，但是系统会有另外一个线程来负责写操作，当apply频率高的时候，该线程就会比较占用CPU资源。还有文件读写操作，特别是读取本地的大文件，这里面涉及到磁盘读取和数据流转换都是比较耗时的。最好放到子线程中执行，避免阻塞 UI 线程，但也要适当的控制好线程数量

之前提到过一旦应用程序完成第一次绘制，当前显示背景窗口将会替换成MainActivity，此时App的启动所用时间到此为止。

4.如何知晓启动时长

1.通过筛选log日志Displayed

2.使用adb命令

adb shell am start -W packageName/packageName.MainActivity

总结

以上就是我分享的 APP 启动优化，有不足之处还望指点。

参考文件:https://developer.android.google.cn/topic/performance/vitals/launch-time

如何提升APP启动速度

前言

介绍

三种启动状态

优化

1.解决启动白屏

2.Applicaiton优化

举例子

新思路

3.首次出现Activity优化

4.如何知晓启动时长

总结

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