Android:如何跟踪第一个Activity界面绘制完成前的时间开销状况及优化方案

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在Android中,以最典型的应用启动为例,从Launcher点击应用图标到第一个Activity加载完成,系统开放给开发者的接口及类包括:Application生命周期相关的方法:onCreate、启动Activity的onCreate、onStart、onResume。对于启动Activity的三个方法的执行时间,没什么疑问,如果定义的复杂,有复杂运行,则运行时间长,定义的简单,则运行的时间短,优化非常简洁明了,在此不再说明。重点是Application的onCreate到Activity的onCreate这段时间系统在干什么,如果对其时间片不能做到精确把握,则应用的首次启动时间处于不可控状态,作为一个有要求的程序员,这个是不可接受的。

说完原因,进入正题,怎么才能获知上面所说的时间开销呢?也许有些同学已经想到了:系统log,没错,我们来分析下怎么看系统log(注意不是应用所属进程的log,而是全部的log),对系统log及AMS相当了解的同学可以关闭本文了。

第一步:杀掉进程

一定要注意确保进程被杀死,而不是返回键退出应用

第二步:抓取log

这个也需要说吗?我认为是需要的,如果只是普通的“adb logcat > 文件名”获取到的log里面掺杂着过往的信息,分析起来干扰性太强,而又缺少了一些必要的信息,比如:时间、线程Id。

运行如下命令:

adb logcat -c -b main 

adb logcat -c -b events

adb logcat -c -b system

adb logcat -c -b radio

Android应用的log存放于四个缓存区中,执行上述命令将四个缓存区的log全部清除,排除以往log的干扰

然后开启抓log命令:adb logcat -v threadtime > 路径/文件名

threadtime非常重要,分析过程中我们需要用到线程Id判断是否是主线程、需要时间来判断每一步的时间开销是什么。下面看到的是我抓取的一个log文件:

注:进程id == 线程id 表示该线程为该进程的主线程

第三步:开启应用,然后获取到应用的进程id:adb shell ps | grep 应用包名

我测试的进程id为30311

第四步:搜索log中的进程id有关的文本,推荐使用UE进行log查看及搜索,可以看到所有的搜索获得项,下图为我的搜索结果:

第五步:也是最关键的一步,分析该log及搜索项,有几个原则:

a.所有标注为进程id的log全部都是待优化的app的逻辑行为,也是可以优化的项

b.通过查看log,分析时间差,可以看到与log有关的逻辑的时间开锁,某个逻辑如果低于5ms的时间开销则不用关注,没有优化的必要

c.app进程id之间可以间隔着其他进程(假设为B进程)的log,如果超过5ms,需要查看下B进程是什么进程,在做什么事情,通过进程Id追溯进程的命令为:adb shell ps | grep 进程id

d.有几个里程碑时间点:1.Application的onCreate进入时间t1,2.首个Activity的onCreate进入时间t2,t1<t<t2,t时间段内的log是可以优化的log,小于t1的没必要关注,是系统的调度,app是没法介入的,大于t2的时间归属于Activity自身的优化。

e.在我们的项目中,为防止Application的主线程加载时间长导致ANR,部分逻辑放入工作线程中,要关注工作线程的工作时间,是否占用我们的待优化时间段。

根据上面的原则,我们来分析一下log,时间较长,看几个关键之处吧,先找第一个时间点,Application的onCreate时间点:

上图所指的位置第509行与513行即为该分界点,为啥不是onCreate呢,没办法,那个地方没有日志点。在此处还发现另一个现象,在第513行,开了一个新线程,线程id为30328。我优化的应用中,线程的开启在Application的onCreate刚刚启用的位置,因此,线程的创建是最早执行的,但居然线程内逻辑的执行也要先于主线程逻辑,工作线程优先于主线程抢到了cpu的控制权,这个是我没想到的。因此,第一个结论是,开启工作线程,只是不导致ANR,提升首个Activity的启动时间难以做到。

第861行是主线程第一次出现,时间过去了不到100ms,这个时间一直是工作线程占着。

上面滑动log文件,发现大片的30311进程的log,而基本没有别的进程啥事(是基本没有,还是有一点的,下面细说),可见此处的时间开销的确是我们的app占着,首个Acitivity启动,和别的应用没任何关系,不要猜想是不是因为别的应用抢去了CPU,导致加载慢的。

看一个有别的进程日志的例子,说一下怎么分析:

上面看,有一些3717的进程log,当然时间并不长,只有2ms,从优化的角度看,不需要分析的,但我们希望了解下它是谁在干吗呢?

通过上述命令看到3717是system_server进程,熟悉Android系统原理的同学应该会知道这个进程,是在系统启动时就启动了,装载着部分的基本服务,比如ActivityManagerService服务,从上面的日志可以看出,是在做我们进程的权限鉴定工作,触发时机也在我们的app里。

再来看一下下面这个log:

此处有57-566=6ms的开销,是在取android_id,也就是说我们要获得android_id信息,就要付出这6ms的系统处理时间。

以上基本说到了log分析的多种情况,具体场景下的具体分析关心的同学仔细琢磨就能明白。

第六步:制定优化方案

a.Application最理想的状态是啥都不做,最快,当然这是不可能的,所以,只有必须要放在此处的加载,才放在此处,一定是必须,放别的地方都不成。

b.既然开启工作线程并不能降低时间开销,那就要考虑耗时操作是否可以延时加载,放到首个Activity的onResume之后

c.万能的懒加载:用了懒加载,要多写代码,系统性能好,分散了系统负载,不用懒加载,说明开发者懒

d.从log中获得的时间开销是否必要,比如说硬件信息,网络监听等,没必要的要去掉

 

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