浅谈App的启动优化

Zygote创建应用进程 -> AMS请求ApplicationThread -> Application创建 -> attachBaseContext > onCreate -> ActivityThread启动Activity -> Activity生命周期(创建、布局加载、屏幕布置、首帧绘制)

以上过程，只有Application和Activity的生命周期这两个阶段对我们来说是可控的，所以这就是我们的优化方向。

3. 优化措施

3.1 启动流程优化

1.依据之前我们列举的技术优化策略，首先需要对启动的所有任务流程进行梳理，然后对其执行方式进行优化。

2.第三方SDK初始化优化。

3.使用任务执行框架。

这里我们还可以使用一些第三方的任务启动框架，对启动流程进行优化。下面我就拿我开源的 XTask 简单介绍一下：

这里我们模拟了三种类型的任务：

优化前

/**
 * 优化前的写法, 这里仅是演示模拟，实际的可能更复杂
 */
private void doJobBeforeImprove(long startTime) {
    new TopPriorityJob(logger).doJob();
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        new SingleJob((i + 1), logger).doJob();
    }
    new LongTimeJob(logger).doJob();
    log("任务执行完毕，总共耗时:" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
}

执行结果：

由于所有的任务都是执行在主线程，串行执行，所以花了大约1865ms。

优化后

/**
 * 优化后的写法, 这里仅是演示模拟，实际的可能更复杂
 */
private void doJobAfterImprove(final long startTime) {
    ConcurrentGroupTaskStep groupTaskStep = XTask.getConcurrentGroupTask();
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        groupTaskStep.addTask(buildSingleTask(i));
    }
    XTask.getTaskChain()
            .addTask(new MainInitTask(logger))
            .addTask(groupTaskStep)
            .addTask(new AsyncInitTask(logger))
            .setTaskChainCallback(new TaskChainCallbackAdapter() {
                @Override
                public void onTaskChainCompleted(@NonNull ITaskChainEngine engine, @NonNull ITaskResult result) {
                    log("任务完全执行完毕，总共耗时:" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
                }
            }).start();
    log("主线程任务执行完毕，总共耗时:" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
}

@NonNull
private XTaskStep buildSingleTask(int finalI) {
    return XTask.getTask(new TaskCommand() {
        @Override
        public void run() throws Exception {
            new SingleJob((finalI + 1), logger).doJob();
        }
    });
}

执行结果：

由于只有优先级最重要的任务在主线程执行，其他任务都是异步执行，所以主线程任务执行消耗57ms，所有任务执行消耗1267ms。

3.2 IO优化

3.网络请求优化。

4.磁盘IO优化

3.3 线程优化

我们在开发应用的过程中，都或多或少会使用到线程。当我们创建一个线程时，需要向系统申请资源，分配内存空间，这是一笔不小的开销，所以我们平时开发的过程中都不会直接操作线程，而是选择使用线程池来执行任务。

但问题就在于如果线程池设置不对的话，很容易被人滥用，引发内存溢出的问题。而且通常一个应用会有多个线程池，不同功能、不同模块乃至是不同三方库都会有自己的线程池，这样大家各用各的，就很难做到资源的协调统一，劲不往一处使。

3.3.1 线程优化分析

1.线程池耗时分析。

要想进行线程优化，首先我们就需要了解线程池在使用过程中，哪些地方比较耗时。

2.线程池执行分析。

然后再让我们看看线程池的执行逻辑：

我们知道，一个线程池通常由一个核心线程池和一个阻塞队列组成。那么当我们调用线程池去执行一个任务的时候，线程池是如何执行的呢？

核心线程池 -> 阻塞队列 -> 最大线程数(新建线程） -> RejectedExecutionHandler（拒绝策略）

其中核心线程池的最大线程数并不是设置的越大越好，为什么这么说？因为CPU的处理能力是有限的，四核的CPU一次也只能同时执行四个任务，如果核心线程池数设置过大，那么各任务之间就会互相竞争CPU资源，加大CPU的调度消耗，这样反而会降低线程池的执行效率。

一般来说，核心线程池的最大线程数满足下面的公式：

最佳核心线程数目 = （（线程等待时间 + 线程CPU时间）/ 线程CPU时间 ）* CPU数目

（1）线程等待时间所占比例越高，需要越多线程。
（2）线程CPU时间所占比例越高，需要越少线程。

（1）拥有可以统筹全局的统一的线程池。
（2）能根据机器的性能来控制数量，合理分配线程池大小。
（3）能够根据业务的优先级进行调度，优先级高的先执行。

3.3.3 线程优化具体措施

1.建立主线程池+副线程池的组合线程池，由线程池管理者统一协调管理。主线程池负责优先级较高的任务，副线程池负责优先级不高以及被主线程池拒绝降级下来的任务。

这里执行的任务都需要设置优先级，任务优先级的调度通过PriorityBlockingQueue队列实现，以下是主副线程池的设置，仅供参考：

2.使用Hook的方式，收集应用内所以使用newThread方法的地方，改为由线程池管理者统一协调管理。

3.将所有提供了设置线程池接口的第三方库，通过其开放的接口，设置为线程池管理者管理。没有提供设置接口的，考虑替换库或者插桩的方式，替换线程池的使用。

3.4 闪屏优化

闪屏优化属于启动用户体验的优化。毕竟谁也不想使用页面一闪一闪的应用。

1.设置自定义闪屏页。

设置自定义的闪屏页可以提高我们启动的"视觉速度"。通常会设置一个背景，然后把logo居中显示，可以使用xml文件来布局（注意，该图片不可展示动画，并且展示时间也不可控）。这种方式可以给用户一种启动非常快的感觉，不仅解决了启动白屏的问题，并且展示了品牌logo也有助于提升品牌认知。

(1) 使用xml自定义一张带有logo的图片。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<layer-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:opacity="opaque">
    <item android:drawable="?attr/xui_config_color_splash_bg"/>

    <item android:bottom="?attr/xui_config_app_logo_bottom">
        <bitmap
            android:gravity="center"
            android:src="?attr/xui_config_splash_app_logo"/>
    </item>

    <item android:bottom="?attr/xui_config_company_logo_bottom">
        <bitmap
            android:gravity="bottom"
            android:src="?attr/xui_config_splash_company_logo"/>
    </item>
</layer>

(2) 把这张图片通过设置主题的android:windowBackground属性方式显示为启动闪屏。

<style name="XUITheme.Launch.Demo">
    <item name="android:windowBackground">@drawable/xui_config_bg_splash</item>
    <item name="xui_config_splash_app_logo">@drawable/ic_splash_app_logo_xui</item>
    <item name="xui_config_splash_company_logo">@drawable/ic_splash_company_logo_xuexiang</item>
</style>

(3) 在manifest中将主页的主题设置为刚才带启动图片的Launch主题。

<activity
    android:name=".activity.MainActivity"
    android:theme="@style/XUITheme.Launch.Demo">
</activity>

(4) 代码执行到主页面的onCreate的时候设置为程序正常的主题，这样就切回到正常主题背景了。

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

2.使用Android12提供的启动画面Splash Screen。

https://developer.android.google.cn/guide/topics/ui/splash-screen

3.如果是因为某些不可抗拒的原因（例如一些大型游戏的首次加载），导致第一次启动非常慢的话，可以在主页面进入之前，增加一个进度条加载页面。这样的好处就是要告诉用户，到底需要多久才能加载完毕，给用户一个明确的信息，缓解用户的等待焦虑。

4.减少首页的跳转层次。除非某些不可抗拒的原因（比如广告作为一项重要收入来源），尽量不要设置启动页（SplashActivity），因为打开和关闭任何一个Activity都是需要消耗时间的，每多一个Activity的跳转就意味着我们主页面的打开时间会被延长。