Android 性能优化之启动优化

文章目录

Android 性能优化之启动优化
- 启动状态
- - 冷启动
  - 温启动
  - 热启动
- 耗时检测
- - 检测手段
  - TraceView
  - - 使用方式
    - 缺点
  - Systrace
  - - 环境配置
    - 使用方式
    - TraceView和Systrace比较
  - AOP统计耗时
  - - 环境配置
    - 使用
- 优化
- - 白屏优化
  - 异步加载优化
  - - 环境配置
    - 使用
  - 延迟加载优化
  - AppStartup
- 源码下载

Android 性能优化之启动优化

启动状态

在这里插入图片描述

冷启动

冷启动是应用程序启动的默认方式。当用户首次启动应用程序时，或者系统彻底杀死了应用程序进程后再次启动应用程序时，会经历冷启动。在冷启动过程中，系统需要创建一个新的进程，并初始化所有必要的资源。这包括加载应用程序的代码、数据，以及初始化应用程序的环境。冷启动的时间相对较长，因为系统需要执行一系列初始化操作。用户能感受到明显的等待时间，这段时间从点击应用图标到看到应用程序主界面出现。

在冷启动开始时，系统有以下三项任务：

加载并启动应用。
在启动后立即显示应用的空白启动窗口。
创建应用进程。

系统一创建应用进程，应用进程就负责后续阶段：

创建应用对象。
启动主线程。
创建主 activity。
膨胀视图。
创建屏幕布局。
执行初步绘制。

在这里插入图片描述

温启动

温启动是指应用程序已经在后台运行，但由于系统资源紧张等原因被系统终止。当用户再次启动应用程序时，系统会重新加载应用程序。与冷启动相比，温启动不需要重新创建进程，因此启动时间较短。

热启动

热启动是指应用程序处于前台运行状态，用户通过返回键或应用程序内部的逻辑退到后台，然后又重新显示到前台。在这种情况下，应用程序的进程仍然在运行，所以不需要进行任何初始化操作。热启动是最快的启动方式，因为系统只需要恢复应用程序的前台状态。

耗时检测

检测手段

TraceView
Systrace
AOP统计耗时

TraceView

TraceView 是 Android SDK 中提供的性能分析工具，它可以帮助开发者分析应用程序的方法调用和线程活动。TraceView 专注于应用程序的内部行为，提供了方法执行时间、调用次数、CPU 使用率等详细信息。它通常用于分析应用程序的特定部分或特定场景。

使用方式

public class BaseApp extends Application {  
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        // TraceView开始
        Debug.startMethodTracing("myTrace001");
        initRefresh();
        initTitleBar();
        initToast();
        initActivites();
        // TraceView结束
        Debug.stopMethodTracing();
    }
}

运行程序后生成文件：/sdcard/Android/data/com.example.android_performance_optimization/files/myTrace001.trace

在这里插入图片描述

将 trace 文件到处，用 AndroidStudio的 Profiler 工具打开，可以清楚看到各个方法的执行时间:

在这里插入图片描述

缺点

运行时开销严重，整体会变慢。
可能带偏优化方向。

Systrace

Systrace 是 Android SDK 中提供的另一个性能分析工具，它提供了系统级别的跟踪信息，包括内核调度、硬件I/O、进程/线程调度等。Systrace 专注于整个 Android 系统的行为，帮助开发者了解系统资源的使用情况和潜在的瓶颈。

环境配置

https://blog.csdn.net/Donald_Zhuang/article/details/118771191

https://blog.csdn.net/jdsjlzx/article/details/134179374

使用方式

public class BaseApp extends Application {
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        // Systrace开始
        Trace.beginSection("myTrace002");
        initRefresh();
        initTitleBar();
        initToast();
        initActivites();
        // Systrace结束
        Trace.endSection();
    }
}

先执行命令：python D:\dev\AndroidSDK\platform-tools\systrace\systrace.py -t 10 -o mytrace.html -a com.example.android_performance_optimization sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik camera input res

然后运行程序，大概10秒后会生成 mytrace.html 文件。

打开 html 文件过滤相关信息后可以看到 Wall Duration 耗时：

在这里插入图片描述

TraceView和Systrace比较

性能消耗：

TraceView：由于它收集所有方法的耗时信息和嵌套关系，因此本身的性能消耗很大，可能会影响到实际的运行环境，统计的耗时可能不准确。
Systrace：采用了不同的思路，通过有限的Label先粗略统计出一个阶段的耗时，定位到问题后再进一步细化和测算分析。这种方式相对于TraceView来说，对性能的影响较小。

适用范围：

TraceView：更适用于从软件跟踪的角度分析应用程序的性能。
Systrace：则更侧重于从系统整体的角度分析Android系统的性能，包括各个关键子系统和服务的运行情况。

AOP统计耗时

环境配置

这里使用第三方框架：https://github.com/FlyJingFish/AndroidAOP

添加依赖库：

implementation 'io.github.FlyJingFish.AndroidAop:android-aop-core:1.8.8'
implementation 'io.github.FlyJingFish.AndroidAop:android-aop-annotation:1.8.8'
annotationProcessor 'io.github.FlyJingFish.AndroidAop:android-aop-processor:1.8.8'

使用

定义注解：

@AndroidAopPointCut(CostTimePointcut.class)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface CostTime {
}

定义切面类：

public class CostTimePointcut implements BasePointCut<CostTime> {
    @Nullable
    @Override
    public Object invoke(@NonNull ProceedJoinPoint proceedJoinPoint, @NonNull CostTime costTime) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        proceedJoinPoint.proceed(); // 继续执行原方法
        long time = System.currentTimeMillis() - startTime;
        Class<?> targetClass = proceedJoinPoint.getTargetClass();
        String className = targetClass.getName();
        AopMethod targetMethod = proceedJoinPoint.getTargetMethod();
        String methodName = targetMethod.getName();
        String builder = className + "#" + methodName + " [" + time + "ms" + "] ";
        Log.e("CostTime", builder);
        return null;
    }
}

使用AOP：

public class BaseApp extends Application {

    @CostTime
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate(); 
        initRefresh(); 
        initTitleBar(); 
        initToast(); 
        initActivites(); 
    }

    @CostTime
    private void initActivites() {
        ActivityManager.getInstance().init(instance);
    }

    @CostTime
    private void initToast() {
        ToastUtils.init(instance, new ToastStyle());
        ToastUtils.setDebugMode(AppConfig.isDebug());
        ToastUtils.setInterceptor(new ToastLogInterceptor());
    }

    @CostTime
    private void initTitleBar() {
        TitleBar.setDefaultStyle(new TitleBarStyle());
    }

    @CostTime
    private void initRefresh() {
        SmartRefreshLayout.setDefaultRefreshHeaderCreator(new DefaultRefreshHeaderCreator() {
            @Override
            public RefreshHeader createRefreshHeader(Context context, RefreshLayout layout) {
                layout.setPrimaryColorsId(R.color.black, android.R.color.white);//全局设置主题颜色
                return new ClassicsHeader(context);
            }
        });
        SmartRefreshLayout.setDefaultRefreshFooterCreator(new DefaultRefreshFooterCreator() {
            @Override
            public RefreshFooter createRefreshFooter(Context context, RefreshLayout layout) {
                return new ClassicsFooter(context).setDrawableSize(20);
            }
        });
    }
}

输出：

com.example.android_performance_optimization.BaseApp#initRefresh [1ms] 
com.example.android_performance_optimization.BaseApp#initTitleBar [0ms] 
com.example.android_performance_optimization.BaseApp#initToast [0ms] 
com.example.android_performance_optimization.BaseApp#initActivites [1ms] 
com.example.android_performance_optimization.BaseApp#onCreate [2ms]

优化

白屏优化
异步加载优化
延迟加载优化

白屏优化

在启动时提供一个简洁的初始界面给用户，增强用户体验。

定义主题：

<style name="SplashTheme" parent="AppTheme">
    <!--        设置背景图-->
    <item name="android:windowBackground">@drawable/shape_splash</item>
    <!--        取消标题栏-->
    <item name="windowNoTitle">true</item>
    <item name="windowActionBar">false</item>
    <!--        设置window不透明-->
    <item name="android:windowIsTranslucent">false</item>
    <!--        禁用窗口的预览动画-->
    <item name="android:windowDisablePreview">true</item>
    <!--        取消遮盖-->
    <item name="android:windowContentOverlay">@null</item>
    <!--        全屏-->
    <item name="android:windowFullscreen">true</item>
</style>

配置AndroidManifest.xml：

<activity
    android:name=".SplashActivity"
    android:exported="true"
    android:launchMode="singleTop"
    android:theme="@style/SplashTheme">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
        <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
    </intent-filter>
</activity>

异步加载优化

环境配置

这里使用第三方框架：https://github.com/aiceking/AppStartFaster

添加依赖库：

implementation 'com.github.aiceking:AppStartFaster:2.2.0'

使用

public class BaseApp extends Application {
    private static BaseApp instance;

    public static BaseApp getInstance() {
        return instance;
    }

    @CostTime
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        instance = this; 
        AppStartTaskDispatcher.create()
            .setShowLog(true)
            .addAppStartTask(new ActivityTask(instance))
            .addAppStartTask(new ToastTask(instance))
            .addAppStartTask(new TitleBarTask())
            .addAppStartTask(new RefreshTask())
            .start()
            .await();
    }
}

延迟加载优化

IdleHandler 是一个用于在主线程（UI 线程）空闲时执行任务的接口。

使用场景：

数据预加载。
清理资源。
日志上传。
检查更新。
性能分析。

使用：

首先，你需要创建一个实现了IdleHandler接口的类或使用匿名内部类。在queueIdle()方法中定义你希望在空闲时执行的代码逻辑。该方法的返回值决定了IdleHandler的生命周期：

返回true表示IdleHandler将继续保留在集合中，下次消息队列空闲时还会再次调用queueIdle()。
返回false表示执行完毕后将从集合中移除，不再重复调用。

定义延迟加载启动器：

public class DelayInitDispatcher {
    private DelayInitDispatcher() {
    }

    public static DelayInitDispatcher newInstance() {
        return new DelayInitDispatcher();
    }

    private LinkedList<Task> mDelayTasks = new LinkedList<>();

    private MessageQueue.IdleHandler mIdleHandler = new MessageQueue.IdleHandler() {
        @Override
        public boolean queueIdle() {
            if (mDelayTasks.size() > 0) {
                Task task = mDelayTasks.poll();
                task.run();
            }
            return !mDelayTasks.isEmpty();
        }
    };

    public DelayInitDispatcher addTask(Task task) {
        mDelayTasks.add(task);
        return this;
    }

    public void start() {
        Looper.myQueue().addIdleHandler(mIdleHandler);
    }
}

定义Task接口：

public interface Task extends Runnable{
}

定义2个任务：

public class PreloadTask implements Task {
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000L);
            Log.e("TAG", "预加载数据");
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

public class ClearTask implements Task {
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(2000L);
            Log.e("TAG", "清理资源");
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

使用：

DelayInitDispatcher.newInstance()
        .addTask(new PreloadTask())
        .addTask(new ClearTask())
        .start();

AppStartup

AppStartup 是一个可以用于加速App启动速度的 Jetpack 组件。
AppStartup 是借助 ContentProvider 进行提前初始化操作

https://blog.csdn.net/qq_14876133/article/details/119247723

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启动状态

冷启动

温启动

热启动

耗时检测

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TraceView

使用方式

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使用方式

TraceView和Systrace比较

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环境配置

使用

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白屏优化

异步加载优化

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使用

延迟加载优化

AppStartup

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