（一）APP 启动原理 —— 优化启动黑白屏
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本文纯个人学习笔记，由于水平有限，难免有所出错，有发现的可以交流一下。
一、启动黑屏、白屏
有的 App 在启动时会出现一段时间的黑屏或者白屏。这就是俗称的启动黑白屏的问题。这期间弄得用户不知道该干嘛，体验不好。
1.黑白屏来源
在最早的时候，App 点击需要一会时间来响应，然后启动。但是在这 App 未完全启动的时候，用户不能明确 App 是否已经启动，为了解决这个用户体验的问题，特意加上了启动黑白屏来表示 App 已经启动。
但是就黑白配的显示，给用户的体验仍然不是很好，所以目前较多的 App 是把它改成了广告来显示。
2.原因
当 App 的 theme 没有任何继承，这时候 App 的启动时候为黑屏屏。
当 App 的 theme 继承于 Theme.AppCompat.Light，这时候 App 的启动时候为白屏。
我们查看 Theme.AppCompat.Light 所在的 value.xml。
路径：
@color/material_grey_50
#fffafafa
结论： Theme.AppCompat.Light 最终继承于 Platform.AppCompat.Light，在这下面设置了一个 android:windowBackground 为白色。
3.解决方案
由上面可以知道，黑白屏出现的原因是在 App 未完全启动的时候，出现了一个背景界面，来提示用户 App 正在启动中。
所以我们可以直接替换背景 android:windowBackground 为图片。可以使用广告进行宣传，这是目前常用的方案。
设置 Theme 背景为透明的。这样虽然可以避免出现黑白屏的问题，但是这在一些低端手机上，还是会闪烁一下。而且有时候由于背景设置为透明的，会影响到 Activity 间的切换动画。
直接把 Theme 的背景去掉，这样就不会出现黑白屏，也不会有设置 Theme 背景为透明的一些问题。
**注：**不论是把 Theme 背景设置为透明的还是直接把背景去掉，这样又会回到问题的最起点，点击 App 图标进行启动，在 App 未完全启动的时候，用户不能确定 App 是否已经启动。所以不太推荐这样处理。
4.解决方案小优化
在使用为 Theme 设置背景图这个方案的时候，如果直接把这个设置添加 App 的 Theme 中，那么所有的 Acticity 都有默认使用这个背景，不太符合逻辑。所以一般是对 Acticity 进行设置。
但是，直接添加到 Acticity 的 Theme 中，有时候这个 Acticity 实际上并不需要这个背景的时候。那么可以在 onCreate 方法中进行主题重新设置。
style.xml:
配置两个 Theme，AppTheme 为真正需要使用的 Theme，AppTheme.Launcher 只设置了背景图片这个属性， 在 AndroidManifest.xml 中配置 Acticity 使用的 Theme 为 AppTheme.Launcher 。然后在 Acticity 的 onCreate 方法调用 setTheme(R.style.AppTheme) 进行主题的切换。
二、启动时间
1.启动类型
App 启动有分为热启动和冷启动，同一台手机同一个应用，热启动比冷启动相对来说会快。
**冷启动：**当启动应用时，后台没有该应用的进程，这时系统会新创建一个新的进程分配给该应用，这个启动方式就是冷启动。冷启动因为系统会重新创建一个新的进程分配给它，所以会先创建和初始化 Application 类，再创建和初始化 MainActivity 类，最后显示在界面上。
**热启动：**当启动应用时，后台已有该应用的进程（例：按 back 键、home 键，应用虽然会退出，但是该应用的进程是依然会保留在后台，可进入任务列表查看），所以在已有进程的情况下，这种启动会从已有的进程中来启动应用，这个方式叫热启动。热启动因为会从已有的进程中来启动，所以热启动就不会走 Application 这步了，而是直接走 MainActivity，所以热启动的过程不必创建和初始化 Application，因为一个应用从新进程的创建到进程的销毁，Application 只会初始化一次。
**首次启动：**首次启动严格来说也是冷启动，之所以把首次启动单独列出来，一般来说，首次启动时间会比非首次启动要久，首次启动会做一些系统初始化工作，如缓存目录的生产，数据库的建立，SharedPreference 的初始化，如果存在多 dex 和插件的情况下，首次启动会有一些特殊需要处理的逻辑，而且对启动速度有很大的影响，所以首次启动的速度非常重要，毕竟影响用户对 App 的第一印象。
2.获取统计时间
1.过滤 Display 关键字
在日志信息里面有 App 的启动时间，上面一个是冷启动的时间，下面一个是热启动的时间。
注：这个只支持 Android 4.4 之后的手机。
2.命令行查看
在命令行窗口使用命令进行查看。
adb shell am start -W 应用包名/全类名
上面一个是冷启动的启动时间信息，下面一个是热启动的启动时间信息。
ThisTime：启动一连串 Activity 的时候，最后一个 Activity 启动时间。
TotalTime：新应用启动的时间，包括新进程的启动和 Activity 的启动，但不包括前一个应用 Activity pause 的时间。
WaitTime：总的时间，包括前一个应用 Activity pause 的时间和新应用启动的时间。
注： Android 5.0 之前的手机是没有 WaitTime。
小结： ThisTime 可以查看应用的 Acticity 启动时间 。TotalTime 可以查看整个应用的启动时间。WaitTime 可以查看系统启动应用的时间。
三、启动原理
使用命令 adb shell dumpsys activity activities 可以进行检测 Android 的 Activity 任务栈，查看当前任务栈中的 Activity。手机的桌面也是一个 Activity，通过任务栈可以对桌面的 Acticity 进行查看。
com.android.launcher/com.android.launcher2.Launcher
源码路径为：
android-7.1.0_r1\packages\apps\Launcher2\src\com\android\launcher2\Launcher.java
注： Launcher2 和 Launcher3 思想是一致的。
Launcher.java:
public final class Launcher extends Activity
implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks,
View.OnTouchListener {
......
}
Launcher 这个类就是一个 Activity，并且实现了 View.OnClickListener 这个接口，那么当我们对桌面上的应用图标进行点击的时候，就会进行响应，启动对应的应用。
Launcher 的 OnClick：
public void onClick(View v) {
// Make sure that rogue clicks don't get through while allapps is launching, or after the
// view has detached (it's possible for this to happen if the view is removed mid touch).
if (v.getWindowToken() == null) {
return;
}
if (!mWorkspace.isFinishedSwitchingState()) {
return;
}
Object tag = v.getTag();
//判断是否是快照
if (tag instanceof ShortcutInfo) {
// Open shortcut
final Intent intent = ((ShortcutInfo) tag).intent;
int[] pos = new int[2];
v.getLocationOnScreen(pos);
intent.setSourceBounds(new Rect(pos[0], pos[1],
pos[0] + v.getWidth(), pos[1] + v.getHeight()));
//启动Activity
boolean success = startActivitySafely(v, intent, tag);
if (success && v instanceof BubbleTextView) {
mWaitingForResume = (BubbleTextView) v;
mWaitingForResume.setStayPressed(true);
}
//判断是否是文件夹
} else if (tag instanceof FolderInfo) {
if (v instanceof FolderIcon) {
FolderIcon fi = (FolderIcon) v;
handleFolderClick(fi);
}
} else if (v == mAllAppsButton) {
if (isAllAppsVisible()) {
showWorkspace(true);
} else {
onClickAllAppsButton(v);
}
}
快照类似 Window 的快捷方式，就是一个链接。当判断是一个快照的时候，会调用 startActivitySafely 方法开启 Activity。
Launcher 的 startActivitySafely：
boolean startActivitySafely(View v, Intent intent, Object tag) {
boolean success = false;
try {
success = startActivity(v, intent, tag);
} catch (ActivityNotFoundException e) {
Toast.makeText(this, R.string.activity_not_found, Toast.LENGTH_SHORT).show();
Log.e(TAG, "Unable to launch. tag=" + tag + " intent=" + intent, e);
}
return success;
}
startActivitySafely 直接调用 startActivity。
Launcher 的 startActivity：
boolean startActivity(View v, Intent intent, Object tag) {
intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
try {
// Only launch using the new animation if the shortcut has not opted out (this is a
// private contract between launcher and may be ignored in the future).
boolean useLaunchAnimation = (v != null) &&
!intent.hasExtra(INTENT_EXTRA_IGNORE_LAUNCH_ANIMATION);
UserHandle user = (UserHandle) intent.getParcelableExtra(ApplicationInfo.EXTRA_PROFILE);
LauncherApps launcherApps = (LauncherApps)
this.getSystemService(Context.LAUNCHER_APPS_SERVICE);
if (useLaunchAnimation) {
ActivityOptions opts = ActivityOptions.makeScaleUpAnimation(v, 0, 0,
v.getMeasuredWidth(), v.getMeasuredHeight());
if (user == null || user.equals(android.os.Process.myUserHandle())) {
// Could be launching some bookkeeping activity
startActivity(intent, opts.toBundle());
} else {
launcherApps.startMainActivity(intent.getComponent(), user,
intent.getSourceBounds(),
opts.toBundle());
}
} else {
if (user == null || user.equals(android.os.Process.myUserHandle())) {
startActivity(intent);
} else {
launcherApps.startMainActivity(intent.getComponent(), user,
intent.getSourceBounds(), null);
}
}
return true;
} catch (SecurityException e) {
Toast.makeText(this, R.string.activity_not_found, Toast.LENGTH_SHORT).show();
Log.e(TAG, "Launcher does not have the permission to launch " + intent +
". Make sure to create a MAIN intent-filter for the corresponding activity " +
"or use the exported attribute for this activity. "
+ "tag="+ tag + " intent=" + intent, e);
}
return false;
Launcher 的 startActivity 最终调用到了 startActivity(intent, opts.toBundle()); 或 startActivity(intent);，这是 Activity 中的 startActivity 方法，调用应用的入口 ActivityThread 的 main 方法。这时候开始为应用分配内存，创建 Application，创建并启动 Acticity。
**小结：**应用启动的过程，主要时间就花在上述的三个部分，分配内存这部分时间是无法进行优化的，所以我们要优化的 Application 和 Acticity 的创建。
Application 和 Acticity 的创建主要流程有：
-> Application 构造函数
-> Application.attachBaseContext()
-> Application.onCreate()
-> Activity 构造函数
-> Activity.setTheme()
-> Activity.onCreate()
-> Activity.onStart
-> Activity.onResume
-> Activity.onAttachedToWindow
-> Activity.onWindowFocusChanged
四、trance 文件分析
File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "app");
Log.i(TAG, "onCreate: " + file.getAbsolutePath());
Debug.startMethodTracing(file.getAbsolutePath());
...
Debug.stopMethodTracing();
使用安卓自带的 Debug 这个类，可以生成 .trance 文件。在 Debug 类的 startMethodTracing 和 stopMethodTracing 方法之间，所有执行的方法花费的时间将会被记录下来。
在对应的路径下会生成 app.trance 这个文件，可以直接拉到 Android Studio 中进行查看分析。
这里主要有三个参数：
Invocation Count：被调用次数
Inclusive Time：花费的时间，包括里面各个方法下花费的时间
Exclusive Time：花费的时间，不包括里面各个方法下花费的时间
通过分析这个文件，可以查看到哪些方法调用是比较花费时间的，我们可以对这些较花费时间的方法进行优化。
在 App 启动的时候，我们可以把一些耗时的操作放在子线程中进行操作。特别是初始化一些第三方库文件，单这些操作没有创建 handler、没有操作 UI、对异步要求不高的时候，就可以把他放在子线程中进行操作。还有一些单例模式，有些单例模式初始化也比较复杂，耗时，可以采用懒加载方法进行加载。