Android 中如何計算 App 的啓動時間?

原文地址:

http://androidperformance.com/2015/12/31/How-to-calculation-android-app-lunch-time.html



1 應用啓動場景

事實上 Android 中一個 App 的啓動時間可以準確計算的.但是要分場景.也就是說要分開遊戲和應用. 大家都知道,在Android中,遊戲開發和應用開發是兩碼事.所以我們需要分開來說.

1.1 應用啓動

我們平時在寫應用的時候,一般會指定一個 mainActivity ,用戶在桌面上點擊這個 Activity 的時候,系統會直接起這個 Activity. 我們知道 Activity 在啓動的時候會走 onCreate/onStart/onResume .這幾個回調函數.

許多書裏講過,當執行完 onResume 函數之後,應用就顯示出來了…其實這是一種不準確的說法,因爲從系統層面來看,一個 Activity 走完 onCreate/onStart/onResume 這幾個生命週期之後,只是完成了應用自身的一些配置,比如 window 的一些屬性的設置/ View 樹的建立(只是建立,並沒有顯示,也就是說只是調用了 inflate 而已) . 後面 ViewRootImpl 還會調用兩次performTraversals ,初始化 Egl 以及 measure/layout/draw. 等.
所以我們定義一個 Android 應用的啓動時間, 肯定不能在 Activity 的回調函數上下手.而是以用戶在手機屏幕上看到你在 onCreate 的 setContentView 中設置的 layout 完全顯示爲準,也就是我們常說的應用第一幀.

上面扯得有點遠,不感興趣的話可以不看,下面直接說方法.
題主說的 adb shell am start -w packagename/activity,是可以完全應用的啓動時間的.不過也要分場景.

1.2 應用第一次啓動

也就是我們常說的冷啓動,這時候你的應用程序的進程是沒有創建的. 這也是大部分應用的使用場景.用戶在桌面上點擊你應用的 icon 之後,首先要創建進程,然後才啓動 MainActivity.
這時候adb shell am start -w packagename/MainActivity 返回的結果,就是標準的應用程序的啓動時間(注意 Android 5.0 之前的手機是沒有 WaitTime 這個值的):

1
➜ adb shell am start -W com.media.painter/com.media.painter.PainterMainActivity
Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=com.media.painter/.PainterMainActivity }
Status: ok
Activity: com.media.painter/.PainterMainActivity
ThisTime: 355
TotalTime: 355
WaitTime: 365
Complete

總共返回了三個結果,我們以 WaitTime 爲準.

關於ThisTime/TotalTime/WaitTime的區別,下面是其解釋:

“adb shell am start -W ”的實現在 frameworks\base\cmds\am\src\com\android\commands\am\Am.java 文件中。其實就是跨Binder調用ActivityManagerService.startActivityAndWait() 接口(後面將ActivityManagerService簡稱爲AMS),這個接口返回的結果包含上面打印的ThisTime、TotalTime時間.

  • startTime記錄的剛準備調用startActivityAndWait()的時間點
  • endTime記錄的是startActivityAndWait()函數調用返回的時間點
  • WaitTime = startActivityAndWait()調用耗時。

ThisTime、TotalTime 的計算在 frameworks\base\services\core\java\com\android\server\am\ActivityRecord.java 文件的 reportLaunchTimeLocked() 函數中。

我們來解釋下代碼裏curTime、displayStartTime、mLaunchStartTime三個時間變量.

  • curTime表示該函數調用的時間點.
  • displayStartTime表示一連串啓動Activity中的最後一個Activity的啓動時間點.
  • mLaunchStartTime表示一連串啓動Activity中第一個Activity的啓動時間點.

正常情況下點擊桌面圖標只啓動一個有界面的 Activity,此時 displayStartTime 與mLaunchStartTime 便指向同一時間點,此時 ThisTime=TotalTime。另一種情況是點擊桌面圖標應用會先啓動一個無界面的 Activity 做邏輯處理,接着又啓動一個有界面的Activity,在這種啓動一連串 Activity 的情況下(知乎的啓動就是屬於這種情況),displayStartTime 便指向最後一個 Activity 的開始啓動時間點,mLaunchStartTime 指向第一個無界面Activity的開始啓動時間點,此時 ThisTime!=TotalTime。這兩種情況如下圖:

在上面的圖中,我用①②③分別標註了三個時間段,在這三個時間段內分別幹了什麼事呢?

  • 在第①個時間段內,AMS 創建 ActivityRecord 記錄塊和選擇合理的 Task、將當前Resume 的 Activity 進行 pause
  • 在第②個時間段內,啓動進程、調用無界面 Activity 的 onCreate() 等、 pause/finish 無界面的 Activity
  • 在第③個時間段內,調用有界面 Activity 的 onCreate、onResume

看到這裏應該清楚 ThisTime、TotalTime、WaitTime 三個時間的關係了吧:

  • WaitTime 就是總的耗時,包括前一個應用 Activity pause 的時間和新應用啓動的時間;
  • ThisTime 表示一連串啓動 Activity 的最後一個 Activity 的啓動耗時;
  • TotalTime 表示新應用啓動的耗時,包括新進程的啓動和 Activity 的啓動,但不包括前

一個應用 Activity pause 的耗時。也就是說,開發者一般只要關心 TotalTime 即可,這個時間纔是自己應用真正啓動的耗時。

Event log中 TAG=am_activity_launch_time 中的兩個值分表表示 ThisTime、TotalTime,跟通過 “adb shell am start -W ” 得到的值是一致的。

最後再說下系統根據什麼來判斷應用啓動結束。我們知道應用啓動包括進程啓動、走 Activity生命週期 onCreate/onResume 等。在第一次 onResume 時添加窗口到WMS中,然後measure/layout/draw,窗口繪製完成後通知 WMS,WMS 在合適的時機控制界面開始顯示(夾雜了界面切換動畫邏輯)。記住是窗口界面顯示出來後,WMS 才調用reportLaunchTimeLocked() 通知 AMS Activity 啓動完成。

最後總結一下,如果只關心某個應用自身啓動耗時,參考TotalTime;如果關心繫統啓動應用耗時,參考WaitTime;如果關心應用有界面Activity啓動耗時,參考ThisTime。

1.2 應用非第一次啓動

如果是你按Back鍵,並沒有將應用進程殺掉的話,那麼執行上述命令就會快一些,因爲不用創建進程了,只需要啓動一個Activity即可。這也就是我們說的應用熱啓動。

2 遊戲啓動場景

遊戲啓動的話,就不適用用命令行的方法來啓動了,因爲從用戶點擊桌面圖標到登錄界面,既有系統的部分也有遊戲自己的部分。

2.1 系統部分

遊戲也有一個 Activity,所以啓動的時候還是會去啓動這個 Activity,所以系統啓動部分也就是用戶點擊桌面桌面響應到這個Activity啓動。

2.2 遊戲部分

一般遊戲的主 Activity 啓動後,還會做一些比較耗時的事情,這時候你看到的界面是不能操作的,比如:加載遊戲數據、聯網更新數據、讀取和更新配置文件、遊戲引擎初始化等操作。從遊戲開發的角度來看,到了真正用戶能操作的界面纔算是一個遊戲真正加載完成的時間。
那麼這個時間,就得使用 Log 來記錄了,因爲加載遊戲數據、聯網更新數據、讀取和更新配置文件、遊戲引擎初始化這些操作,都是遊戲自己的邏輯,與系統無關,所以得由遊戲自己定義加載完成的點。

對於遊戲的啓動時間,我們更傾向於計算從點擊桌面圖標用戶可以與遊戲進行交互這個時間段作爲一個遊戲的啓動時間。

3 總結

計算機最讓人着迷的一點就是其準確性,1+1 永遠等於 2,啓動耗時多久就是多久,每一次可能不一樣,但每一次的時間都是這一次的準確時間。

不過每個公司由於對應用的定位不同,所以對應用啓動的要求也不一樣。比如有的做 ROM 的公司,其內置應用的啓動時間一定是要非常快的,這樣給用戶的第一感覺就是快、流暢;互聯網公司的 App 則不是很關心啓動速度,大部分互聯網公司的應用都有一個啓動頁,用來展示廣告或者功能介紹之類的,然後纔會進入到主界面。需求不一樣,這麼做也無可厚非,不過從消費者的角度來看,越早見到主界面當然越好。

所以在做一個 Android App 的時候,一定要記得將應用的啓動時間作爲一個性能指標,畢竟:

天下武功,唯快不破!


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