Android应用开发中，通常采用热启动的方式，来实现应用的快速启动。所谓热启动，就是在应用退出时，只finish主Activity，而不杀掉应用进程。这样在应用退出后热启时可以重用应用资源，比如Application，静态实例，线程等。这里牵涉到一个生命周期的问题。

1 生命周期

这里讨论的生命周期包括四个方面：
-应用的生命周期
-Activity的生命周期
-线程的生命周期
-静态实例的生命周期

应用的生命周期

应用的生命周期，简单来说就是Android应用进程的生命周期，应用进程由系统管理。启动是由其他应用触发，如Launcher。进程结束，可主动调用（Process.killPocess或System.exit），也可能由系统杀死。

应用进程结束后，应用占用资源将被回收，再次启动应用相当于全新启动，所有资源重新加载，与热启动对应，这种方式是冷启动。

Activity的生命周期

Activity的启动由系统AMS（ActivityManagerService）进程管理，Activity生命周期的结束由应用调用finish触发。

线程的生命周期

Android应用中线程的生命周期由应用进行控制，如果应用没有结束线程，那么它将与应用的生命周期一致。通常在应用中可能存在这样的全局线程。

静态实例的生命周期

静态实例的生命周期与应用的生命周期一致。

可以看到，在热启动模型中，全局线程，静态实例的生命周期是与应用的生命周期一致的，独立于Activity的生命周期。

基于这一点，可以在热启动时，重用应用的资源，缩短启动过程，提升启动速度。这里的资源是指应用程序中所用到的对象实例，尤其是与启动相关的实例。这里的实例就是上面讲到的静态实例，全局线程本质上也需要静态实例来实现重用。

2 静态实例的重用

静态实例通常会持有很多其他实例（这里统称为资源）的引用，在重用需要注意的一点，是与Context相关资源的重用。热启动模型中，主Activity在退出时会销毁，重新启动应用时Activity重新创建，因此，静态实例中与Context相当的资源是不能重用的。

可以将静态实例的资源分为Context相关和Context无关，Context相关资源在实例重用时需要重新创建，Context无关资源直接重用。

另外，Context相关资源必须在应用退出时进行释放，否则静态实例始终持有Context引用，导致Activity无法释放。

这样重用设计的雏形就已经有了，但是重用模型牵涉到静态实例的创建、释放和重用，对于大型应用来讲，各个模块都来进行这些处理，显得比较繁琐。因此，可以基于模块化前提，抽象实现重用模型，这样对于应用模块开发就轻松了许多。

3 应用模块化

在大型Android应用当中，一种敏捷的设计模型是模块化模型，应用由若干模块组成，模块中采用MVC模型。模块MVC模型中，Controller由Manager角色和Bridger角色组成，Manager角色负责模块内部管理和提供对外接口，Bridger角色负责对外调用。对于小的模块，Manager角色和Bridger角色可以统一在Manager中，作为模块的管理者，负责整个模块内部管理，以及对外交互。

按照模块在应用生命周期中使用的频率，可将模块分为常驻模块和即用模块。常驻模块是指经常会被其他模块调用的模块；即用模块是指使用频率低，在调用时再进行即时创建的模块。

由于常驻模块会频繁被调用，因此常驻模块的管理者（Manager）通常设计为单例，即常驻模块存在一个常驻的静态实例。这里就涉及到前面所说的静态实例的重用，这里重用其实就是模块的重用。

4 模块化模型重用设计

大型应用中模块本身的功能实现已经比较复杂，我们更倾向于在模块中只完成业务功能的实现，而将重用的实现抽象为基础框架。建立在重用框架之上的模块，可以把更专注于业务功能的实现。

重用框架的核心是定义一个BasicManager，用于实现生命周期管理，包括重用逻辑。模块Manager仅需继承BasicManager，即可实现模块的重用。上文中提到的静态实例的重用，就是BasicManager实例的重用。

BasicManager状态机

在应用生命周期中，BasicManager存在若干状态，生命周期的管理就是对这些状态的管理，也就是一个状态机。

BasicManager包含以下状态：

Dead。应用从未启动或者启动后强制杀掉进程后的状态。
Just Created。BasicManager实例刚创建的状态。
Already Created。BasicManager实例已经创建的状态。
Released。BasicManager实例释放后的状态。
Just Reused。BasicManager刚重用的状态。
Already Reused。BasicManager已经重用的状态。

转换转换图如下

BasicManger状态机.jpg

状态由4个维度组成：

实例是否存在（instance）
是否创建（isCreated）
是否重用（isReused）
是否释放（isReleased）

状态转换中，关键点有以下几个：

Do exit节点。如果应用不采用热启动模型，那么执行Cold exit，直接退出应用程序，进入Dead状态。如果使用热启动模型，执行Hot exit，Hot exit执行Do release，Do release中需要重用的模块保持instance，不需要重用的模块直接销毁instance。
Check release节点。Check release节点有5个状态入口，用于检查是否已经释放（isReleased），如果未释放需要先释放。释放以后或者已经释放，再检查是否已经重用（isReused），如果未重用，则执行重用逻辑Do reuse，进入Just Reused状态，否则进入Already Reused状态。
之所以要在重用之前检查是否释放，是因为某些模块的释放在主Activity的onDestroy中调用，而onDestroy的回调时机是不确认的，它可能在下一次启动应用之后再调用，因此会出现前一次没有未来得及释放，就重新进入了重用逻辑。因此，需要在重用之前强制进行释放。

BasicManager提供三个接口进行状态转换触发：

Constructor。触发实例创建。调用时机：在实例化时调用。
reuse。触发重用。调用时机：在实例存在时调用。
reuse的实现逻辑相对复杂，在实例存在（instance != null）时，可能进入Already Created状态，也可能进入Just Reused状态，也可能进入Already Reused状态。在创建态（isCreated为true）时进入Already Created状态；在非创建态且非重用态（isReused为false）时，执行重用逻辑，进入Just Reused状态；在非创建态且重用态时，进入Already Reused状态。reuse提供onReuse接口供子类实现重用逻辑。
release。触发释放。调用时机：在应用退出即主Activity结束时调用。reuse提供onRelease接口供子类实现释放逻辑。

Constructor和reuse在子类的getInstance方法中调用，实现如下：

public static ModuleManager getInstance() {
    if (sInstance == null) {
        synchronized (ModuleManager.class) {
            if (sInstance == null) {
                sInstance = new ModuleManager();
            }
        }
    } else {
        sInstance.reuse();
    }
}

release在主Activity退出时调用。但是如果每个模块都需要主动去调用，显得过于繁琐。因此BasicManager还实现了所有子类实例的统一释放管理。

BasicManager统一管理

要统一管理，首先需要将子类实例保存在列表中，在创建和重用时加入到列表，在统一释放时，遍历列表进行释放，并清空列表。这里的列表作为静态列表保存在BasicManager中。

对列表的访问牵涉到一个同步的问题，当然，如果对列表的所有访问都加上同步锁就不会有问题，但是这样做就影响了性能，尤其是对启动速度的影响。

基于性能考虑，BasicManager持有两类列表：主线程列表和非主线程列表。在访问列表时，如果是在主线程，那么直接加入主线程列表，都在主线程，不存在线程冲突的问题，不加同步锁也不会对程序造成阻塞；如果是在非主线程，则使用同步锁进行添加，由于是在非主线程，也不会造成阻塞。

到这里重用框架就基本实现了。Android应用热启动重用模型对模块生命周期进行了统一管理，使模块开发能够专注在业务功能上，实现应用的快速开发迭代。同时，模块的重用使得应用在热启动时速度得到提升。

当然时间和空间是不能兼得的，速度的提升是以牺牲空间为代价的，热启动模型中应用在退出后，仍然占用的了部分内存，因此在应用开发时需要注意，并不是所有的模块都需要作为常驻模块，进行模块的重用。建议与启动相关的模块为常驻模块，其他模块不进行重用，在释放时对静态实例进行销毁。

Android应用热启动重用模型设计与实现