一、啟動原理解析

Android是基於Linux核心的，當手機啟動，載入完Linux核心後，會由Linux系統的init祖先程序fork出Zygote程序，所有的Android應用程式程序以及系統服務程序都是這個Zygote的子程序（由它fork出來的）。其中最重要的一個就是SystemServer，在ZygoteInit類的main方法中，會呼叫startSystemServer方法開啟系統裡面重要的服務，包括ActivityManagerService（Activity管理器，簡稱AMS，可以理解為一個服務程序，負責Activity的生命週期管理）、PackageManagerService（包管理器）、WindowManagerService（視窗管理器）、PowerManagerService（電量管理器）等等，這個過程中還會建立系統上下文。

public final class SystemServer {

    //zygote的主入口
    public static void main(String[] args) {
        new SystemServer().run();
    }

    public SystemServer() {
        // Check for factory test mode.
        mFactoryTestMode = FactoryTest.getMode();
    }
    
    private void run() {
        
        ...ignore some code...
        
        //載入本地系統服務庫，並進行初始化 
        System.loadLibrary("android_servers");
        nativeInit();
        
        // 建立系統上下文
        createSystemContext();
        
        //初始化SystemServiceManager物件，下面的系統服務開啟都需要呼叫SystemServiceManager.startService(Class<T>)，這個方法通過反射來啟動對應的服務
        mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
        
        //開啟服務
        try {
            startBootstrapServices();
            startCoreServices();
            startOtherServices();
        } catch (Throwable ex) {
            Slog.e("System", "******************************************");
            Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);
            throw ex;
        }
       
        ...ignore some code...
    
    }

    //初始化系統上下文物件mSystemContext，並設定預設的主題,mSystemContext實際上是一個ContextImpl物件。呼叫ActivityThread.systemMain()的時候，會呼叫ActivityThread.attach(true)，而在attach()裡面，則建立了Application物件，並呼叫了Application.onCreate()。
    private void createSystemContext() {
        ActivityThread activityThread = ActivityThread.systemMain();
        mSystemContext = activityThread.getSystemContext();
        mSystemContext.setTheme(android.R.style.Theme_DeviceDefault_Light_DarkActionBar);
    }

    //在這裡開啟了幾個核心的服務，因為這些服務之間相互依賴，所以都放在了這個方法裡面。
    private void startBootstrapServices() {
        
        ...ignore some code...
        
        //初始化ActivityManagerService
        mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
                ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
        mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
        
        //初始化PowerManagerService，因為其他服務需要依賴這個Service，因此需要儘快的初始化
        mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(PowerManagerService.class);

        // 現在電源管理已經開啟，ActivityManagerService負責電源管理功能
        mActivityManagerService.initPowerManagement();

        // 初始化DisplayManagerService
        mDisplayManagerService = mSystemServiceManager.startService(DisplayManagerService.class);
    
    //初始化PackageManagerService
    mPackageManagerService = PackageManagerService.main(mSystemContext, mInstaller,
       mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_OFF, mOnlyCore);
    
    ...ignore some code...
    
    }

}
 

注意一個很重要的地方

 private void createSystemContext() {
        ActivityThread activityThread = ActivityThread.systemMain();
        mSystemContext = activityThread.getSystemContext();
                  mSystemContext.setTheme(android.R.style.Theme_DeviceDefault_Light_DarkActionBar);
    }

二、當我們點選了一個APP圖示時發生了什麼

系統第一個啟動的APP是Lancher，也就是我們手機的主介面，繼承自Activity，實現了點選事件、觸控、長按等介面，在android原始碼Lancher.java中，我們可以看到onclick方法

public void onClick(View v) {
    
          ...ignore some code...
            
         Object tag = v.getTag();
        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()));
        //開始開啟Activity
            boolean success = startActivitySafely(v, intent, tag);

            if (success && v instanceof BubbleTextView) {
                mWaitingForResume = (BubbleTextView) v;
                mWaitingForResume.setStayPressed(true);
            }
        } else if (tag instanceof FolderInfo) {
            //如果點選的是圖示資料夾，就開啟資料夾
            if (v instanceof FolderIcon) {
                FolderIcon fi = (FolderIcon) v;
                handleFolderClick(fi);
            }
        } else if (v == mAllAppsButton) {
        ...ignore some code...
        }
    }

可以看出我們點選了主介面上的應用圖示後呼叫的就是startActivitySafely這個方法，繼續深入進去，然後再往下走，我們發現呼叫的是startActivity方法，最後會呼叫Instrumentation.execStartActivity()，Instrumentation這個類就是完成對Application和Activity初始化和生命週期的工具類，然後Instrumentation會通過ActivityManagerService的遠端介面向AMS發訊息，讓他啟動一個Activity。 也就是說呼叫startActivity(Intent)以後, 會通過Binder IPC機制, 最終呼叫到ActivityManagerService。AMS會通過socket通道傳遞引數給Zygote程序。Zygote孵化自身, 並呼叫ZygoteInit.main()方法來例項化ActivityThread物件並最終返回新程序的pid。ActivityThread隨後依次呼叫Looper.prepareLoop()和Looper.loop()來開啟訊息迴圈。在ActivityThread會建立並繫結Application，這個時候才會realStartActivity()，並且AMS會將生成的Activity加到ActivityTask的棧頂，並通知ActivityThread暫停當前Activity（暫停Lancher，進入我們自己的APP）。

三、Application在何處初始化

mgr.attachApplication(mAppThread)

public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
            Instrumentation instrumentation) {
        if (mApplication != null) {
            return mApplication;
        }

        Application app = null;

        String appClass = mApplicationInfo.className;
        if (forceDefaultAppClass || (appClass == null)) {
            appClass = "android.app.Application";
        }

        try {
            java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
            if (!mPackageName.equals("android")) {
                initializeJavaContextClassLoader();
            }
            ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
            app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                    cl, appClass, appContext);
            appContext.setOuterContext(app);
        } catch (Exception e) {        }
        mActivityThread.mAllApplications.add(app);
        mApplication = app;

    //傳進來的是null，所以這裡不會執行，onCreate在上一層執行
        if (instrumentation != null) {
            try {
                instrumentation.callApplicationOnCreate(app);
            } catch (Exception e) {
               
            }
        }
        ...ignore some code... 
              
       }

        return app;
    }

四、什麼地方我們可以進行優化

五、冷啟動與熱啟動的區別

六、時間定義

• ThisTime: 最後一個啟動的Activity的啟動耗時
  
• 自己的所有Activity的啟動耗時
  
• WaitTime: ActivityManagerService啟動App的Activity時的總時間（包括當前Activity的onPause()和自己Activity的啟動）
  

 public void reportFullyDrawnLocked() {
        final long curTime = SystemClock.uptimeMillis();
        if (displayStartTime != 0) {
            reportLaunchTimeLocked(curTime);
        }
        final ActivityStack stack = task.stack;
        if (fullyDrawnStartTime != 0 && stack != null) {
            final long thisTime = curTime - fullyDrawnStartTime;
            final long totalTime = stack.mFullyDrawnStartTime != 0
                    ? (curTime - stack.mFullyDrawnStartTime) : thisTime;
}

七、為什麼啟動時會出現短暫黑屏或白屏的現象

八、冷啟動優化

<style name="AppTheme.Launcher">
        <item name="android:windowBackground">@drawable/bg</item>
    </style>

<activity
            android:name=".activity.SplashActivity"
            android:screenOrientation="portrait"
            android:theme="@style/AppTheme.Launcher"
            >

@Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        //替換為原來的主題，在onCreate之前呼叫
        setTheme(R.style.AppTheme);
        super.onCreate(savedInstanceState);
    }

<style name="AppTheme.Launcher">
        <item name="android:windowBackground">@null</item>
    </style>

• 延遲初始化
  
• 後臺任務
  
• 介面預載入

new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                initNim();
                initImagePicker();
                initOkHttp();
            }
        }.start();

九、優化啟動時間的一個很好用的工具 TraceView

File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "app7");
       Log.i(TAG, "onCreate: " + file.getAbsolutePath());
       Debug.startMethodTracing(file.getAbsolutePath());
        //對全域性屬性賦值
        mContext = getApplicationContext();
        mMainThread = Thread.currentThread();
        mMainThreadId = android.os.Process.myTid();
        mMainLooper = getMainLooper();
        mHandler = new Handler();
        initNim();
        initImagePicker();
        initOkHttp();
        Debug.stopMethodTracing();

cd Desktop
adb pull /storage/sdcard/app7.trace