前段時間做冷啟動優化，剛好也很久沒寫博文了，覺得還是很有必要記錄下。
一.正常操作
public class MainActivity extends Activity {
private static final Handler sHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
sHandler.postDelay(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 頁面啟動所需耗時初始化
doSomething();
}
}, 200);
}
}
大部分開發者在遇到頁面冷啟動耗時初始化時，會首先考慮通過Handler.postDelay()方法延遲執行。但延遲多久合适？100ms？500ms？還是1s？
延遲過晚，可能會有體驗問題；延遲過早，對冷啟動沒效果。延遲的時間（比如200ms）在三星手機上測試時沒問題，換了在華為手機試了就有問題了，然後就圍繞着機型的适配不斷調整延遲的時間，試圖尋找最合适的值，結果發現根本就是不可能的。
二.起始終止點
先來看一張圖
上圖是Google提供的冷啟動流程圖，可以看到冷啟動的起始點時Application.onCreate()方法，結束點在ActivityRecord.reportLanuchTimeLocked()方法。
我們可以通過以下兩種方式檢視冷啟動的耗時
1.檢視Logcat
在 Android Studio Logcat 過濾關鍵字 “Displayed”，可以檢視到如下日志：
2019-07-03 01:49:46.748 1678-1718/? I/ActivityManager: Displayed com.tencent.qqmusic/.activity.AppStarterActivity: +12s449ms
後面的12s449ms就是冷啟動耗時
2.adb dump
通過終端執行“adb shell am start -W -S <包名/完整類名> ”
“ThisTime：1370”即為本次冷啟動耗時（機關ms）
三.尋找有效結束回調
上面知道，冷啟動計時起始點是Application.onCreate()，結束點是ActivityRecord.reportLanuchTimeLocked()，但這不是我們可以寫業務寫邏輯的地方啊，大部分應用業務都以Activity為載體，那麼結束回調在哪？
1.IdleHandler
從冷啟動流程圖看，結束時間是在UI渲染完計算的，是以很明顯，Activity生命周期中的onCreate()、onResume()、onStart()都不能作為冷啟動的結束回調。
正常操作中用Handler.postDelay()問題在于Delay的時間不固定，但我們知道消息處理機制中，MessageQueue有個ArrayList<IdleHandler>
public final class MessageQueue {
Message mMessages;
priavte final ArrayList<IdleHandler> mIdelHandlers = new ArrayList<IdelHandler>();
Message next() {
...
int pendingIdelHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
for(;;) {
...
// If first time idle, then get the number of idlers to run.
// Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
// in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
if (pendingIdleHandlerCount < 0 && (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
// Run the idle handlers.
// We only ever reach this code block during the first iteration.
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null;
// release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
}
...
}
}
}
可以在清單中添加Idle任務，Idle任務清單隻有MessageQueue隊列為空時才會執行，也就是所線上程任務已經執行完時，線程處于空閑狀态時才會執行Idle清單中的任務。
冷啟動過程中，在Activity.onCreate()中将耗時初始化任務放置到Idle中
public class MainActivity extends Activity {
private static final Handler sHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Looper.myQueue().addIdleHandler(new MessageQueue.IdleHandler() {
@Override
public boolean queueIdle() {
// 頁面啟動所需耗時初始化
doSomething();
return false;
}});
}
}
正常情況下，初始化任務是在UI線程所有任務執行完才開始執行，且該方案也不用考慮機型問題。但有個問題，如果UI線程的任務一直不執行完呢？會有這情況？舉個?，Activity首頁頂部有個滾動的Banner，banner的滾動是通過不斷增加延遲Runnable實作。那麼，初始化任務就可能一直沒法執行。
另外，如果初始化的任務會關系到UI的重新整理，這時，在Activity顯示後再去執行，在體驗上也可能會有所折損。
回顧冷啟動流程圖，冷啟動結束時，剛好是UI渲染完，如果我們能確定在UI渲染完再去執行任務，這樣，既能提升冷啟動資料，又能解決UI上的問題。
是以，解鈴還須系鈴人，要想找到最合适的結束回調，還是得看源碼。
2.onWindowFocusChanged()
首先，我們找到了第一種方案
public class BaseActivity extends Activity {
private static final Handler sHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
private boolean onCreateFlag;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
onCreateFlag = true;
setContentView(R.layout.activity_main);
}
@Override
public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) {
super.onWindowFocusChanged(hasFocus);
if (onCreateFlag && hasFocus) {
onCreateFlag = false;
sHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
onFullyDrawn();
}
})
}
}
@CallSuper
protected void onFullyDrawn() {
// TODO your logic
}
}
關于onWindowFocusChanged()的系統調用流程感興趣的可以看看我的上一篇文章《Activity.onWindowFocusChanged()調用流程》
至于為什麼要在onWindowFocusChanged()再通過Handler.post()延後一個任務，一開始我是通過打點，發現沒post()時，onWindowFocusChanged()打點在Log“Displayed”之前，增加post()便在Log“Displayed”之後，梳理了下調用流程，大概是渲染調用requestLayout()也是增加任務監聽，隻有SurfaceFlinger渲染信号回來時才會觸發渲染，是以延後一個任務，剛好在其之後
3.View.post(Runnable runnable)
第二種方案，我們通過View.post(Runnable runnable)方法實作
public class BaseActivity extends Activity {
private static final Handler sHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
}
// 方案隻有在onResume()或之前調用有效
protected void postAfterFullDrawn(final Runnable runnable) {
if (runnable == null) {
return;
}
getWindow().getDecorView().post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
sHandler.post(runnable);
}
});
}
}
需要注意的是，該方案隻有在onResume()或之前調用有效。為什麼？
先看View.post()源碼實作
public boolean post(Runnable action) {
final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
// 這裡要注意啦！attachInfo 不為空，實際是通過Handler.post()延遲一個任務
if (attachInfo != null) {
return attachInfo.mHandler.post(action);
}
// Postpone the runnable until we know on which thread it needs to run.
// Assume that the runnable will be successfully placed after attach.
getRunQueue().post(action);
return true;
}
private HandlerActionQueue mRunQueue;
private HandlerActionQueue getRunQueue() {
if (mRunQueue == null) {
mRunQueue = new HandlerActionQueue();
}
return mRunQueue;
}
通過View.post()調用了HandlerActionQueue.post()
public class HandlerActionQueue {
private HandlerAction[] mActions;
private int mCount;
public void post(Runnable action) {
postDelayed(action, 0);
}
/**
* 該方法僅僅是将傳入的任務Runnable存放到數組中
**/
public void postDelayed(Runnable action, long delayMillis) {
final HandlerAction handlerAction = new HandlerAction(action, delayMillis);
synchronized (this) {
if (mActions == null) {
mActions = new HandlerAction[4];
}
mActions = GrowingArrayUtils.append(mActions, mCount, handlerAction);
mCount++;
}
}
}
到此，我們調用View.post(Runnable runnable)僅僅是把任務Runnable以HandlerAction姿勢存放在HandlerActionQueue的HandlerAction[]數組中。那這個數組什麼時候會被通路調用？
既然是冷啟動，那還是得看冷啟動系統的回調，直接看ActivityThread.handleResumeActivity()
final void handleResumeActivity(IBinder token,
boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume, int seq, String reason) {
ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);
...
r = performResumeActivity(token, clearHide, reason); ...
if (r != null) {
if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
r.window = r.activity.getWindow();
View decor = r.window.getDecorView();
decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
a.mDecor = decor;
l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
l.softInputMode |= forwardBit;
if (r.mPreserveWindow) {
a.mWindowAdded = true;
r.mPreserveWindow = false;
ViewRootImpl impl = decor.getViewRootImpl();
if (impl != null) {
impl.notifyChildRebuilt();
}
}
if (a.mVisibleFromClient) {
if (!a.mWindowAdded) {
a.mWindowAdded = true;
// 上面一大串操作基本可以不看，因為到這我們基本都知道下一步是渲染，也就是ViewRootImpl上場了
wm.addView(decor, l);
} else {
a.onWindowAttributesChanged(l);
}
}
}
}
}
到渲染了，直接進ViewRootImpl.performTraversals()
public final class ViewRootImpl implements ViewParent,
View.AttachInfo.Callbacks, ThreadedRenderer.DrawCallbacks {
boolean mFirst;
public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
...
mFirst = true; // true for the first time the view is added
...
}
private void performTraversals() {
final View host = mView;
...
if (mFirst) {
...
host.dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, 0);
...
}
...
performMeasure();
performLayout();
preformDraw();
...
mFirst = false;
}
}
再進到View.dispatchAttachedToWindow()去瞧瞧
void dispatchAttachedToWindow(AttachInfo info, int visibility) {
// 倒車請注意！倒車請注意！這裡mAttachInfo != null啦！
mAttachInfo = info;
...
// Transfer all pending runnables.
// 系統也提示了，到這裡執行pending的任務runnbales
if (mRunQueue != null) {
mRunQueue.executeActions(info.mHandler);
mRunQueue = null;
}
...
}
// 開始通路前面存放的任務，看看executeActions()怎麼工作
public class HandlerActionQueue {
private HandlerAction[] mActions;
/**
* 我褲子都脫了，你給我看這些？實際也是調用Handler.post()執行任務
**/
public void executeActions(Handler handler) {
synchronized (this) {
final HandlerAction[] actions = mActions;
for (int i = 0, count = mCount; i < count; i++) {
final HandlerAction handlerAction = actions[i];
handler.postDelayed(handlerAction.action, handlerAction.delay);
}
mActions = null;
mCount = 0;
}
}
}
也就是說，View内部維護了一個HandlerActionQueue，我們可以在DecorView attachToWindow前，通過View.post()将任務Runnables存放到HandlerActionQueue中。當DecorView attachToWindow時會先周遊先前存放在HandlerActionQueue的任務數組，通過handler挨個執行。
1.在View.dispatchAttachedToWindow()時mAttachInfo就被指派了，是以，之後通過View.post()實際就是直接調用Handler.post()執行任務。再往前看，performResumeActivity()在渲染之前先執行，也就說明了為什麼隻有在onResume()或之前調用有效
2.在View.post()的Runnable run()方法回調中在延遲一個任務，從performTraverals()調用順序看剛好是在渲染完後下一個任務執行
四.被忽略的Theme
先來看兩張效果圖
第一張點選完桌面Icon後并沒有馬上拉起應用，而是停頓了下，給人感覺是手機卡頓了；
第二張點選完桌面Icon後立即出現白屏，然後隔了一段時間後才出現背景圖，體驗上很明顯覺得是應用卡了。
那是什麼導緻它們的差異？答案就是把閃屏Activity主題設定成全屏無标題欄透明樣式
<activity
android:name="com.huison.test.MainActivity"
...
android:theme="@style/TranslucentTheme" />
<style name="TranslucentTheme" parent="android:Theme.Translucent.NoTitleBar.Fullscreen" />
這樣可以解決冷啟動白屏或黑屏問題，體驗上會更好。
五.總結
關于冷啟動優化，總結為12個字“減法為主，異步為輔，延遲為補”
減法為主
盡量做減法，能不做的盡量不做！
Application.onCreate()一定要輕！一定要輕！一定要輕！項目中多多少少會涉及到第三方SDK的接入，但不要全部在Application.onCreate()中初始化，盡量懶加載。
Debug包可以加日志列印和部分統計，但Release能不加的就不加
異步為輔
耗時任務盡量異步！見過好多RD都不怎麼喜歡做回調，擷取某個狀态值時，即使調用的函數很耗時，也是直接調用，異步回調重新重新整理轉态值也能滿足業務需求。
當然也不是所有的場景都采用異步回調，因為異步就涉及線程切換，在某些場景下可能會出現閃動，UI體驗極差，是以說要盡量！
延遲為補
其實前面找結束點都是為延遲鋪路的，但延遲方案并不是最佳的，當我們把冷啟動的任務都延遲到結束時執行，冷啟動是解決了，但有可能出現結束時任務過多、負載過大而引發其他問，比如ANR、互動卡頓。以前做服務端時，前端（當時幾百萬DAU）有一個哥們直接寫死早上9點請求某個接口，導緻接口直接報警了，如果他把9點改為10點，結果肯定一樣，後面改成了區段性随機請求，這樣就把峰值磨平了。同樣，冷啟動過程如果把任務都延遲到結束點，那結束點也有可能負載過大出問題。
削峰填谷，離散化任務，合理地利用計算機資源才是解決根本問題！
其他
1.冷啟動盡量減少SharedPreferences使用，尤其是和檔案操作一起，底層ContextImpl同步鎖經常直接卡死。網上有人說用微信的MMKV替換SP，我試了下，效果不是很明顯，可能和項目有關系吧，不過MMKV初始化也需要時間。
2.關注冷啟動的常駐記憶體和GC情況，如果GC過于頻繁也會有所影響，支付寶做過這方面的分析
支付寶用戶端架構解析：Android 用戶端啟動速度優化之「垃圾回收」