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你有沒有發現，點選安卓手機桌面上的App圖示時，有時候應用馬上進入主介面，有時候要經歷好幾秒甚至更久的白屏（也可能是黑屏）時間才能進入主介面呢？這其實是安卓應用常見的冷熱啟動問題。本文就和大家一起聊聊冷熱啟動方式和啟動頁的體驗優化方案。

啟動方式
安卓應用的啟動方式分為三種：冷啟動、暖啟動、熱啟動，不同的啟動方式決定了應用UI對使用者可見所需要花費的時間長短。顧名思義，冷啟動消耗的時間 最長。基於冷啟動方式的優化工作也是最考驗產品使用者體驗的地方。談及優化之前，我們先看看這三種啟動方式的應用場景，以及啟動過程中系統都做了些什麼工 作。

冷啟動 (Cold start)
在 安卓系統中，系統為每個執行的應用至少分配一個程序 (多程序應用申請多個程序) 。從程序角度上講，冷啟動就是在啟動應用前，系統中沒有該應用的人和程序資訊 (包括 Activity、Service 等) 。所以，冷啟動產生的場景就很容易理解了，比如裝置開機後應用的第一次啟動，系統殺掉應用程序 (如：系統記憶體吃緊引發的 kill 和 使用者主動產生的 kill) 後 的再次啟動等。那麼自然這種方式下，應用的啟動時間最長，因為相比另外兩種啟動方式，系統和我們的應用要做的工作最多。
應用發生冷啟動時，系統有三件任務要做：
1. 開始載入並啟動應用；

2. 應用啟動後，顯示一個空白的啟動視窗；

3. 建立應用程序資訊；

系統建立應用程序後，應用就要做下面這些事情：
1. 初始化應用中的物件 (比如 Application 中的工作)；

2. 啟動主執行緒 (UI 執行緒) ；

3. 建立第一個 Activity；

4. 載入內容檢視 (Inflating) ；

5. 計算檢視在螢幕上的位置排版 (Laying out)；

6. 繪製檢視 (draw)。

只有當應用完成第一次繪製，系統當前展示的空白背景才會消失，才會被 Activity 的內容檢視替換掉。也就是這個時候，使用者才能和我們的應用開始互動。下圖展示了冷啟動過程系統和應用的一個工作時間流：

這其中有兩個 creation 工作，分別為 Application 和 Activity creation。從圖中看出，他們均在 View 繪製展示之前。所以，在應用自定義的 Application 類和 第一個 Activity 類中，onCreate() 方法做的事情越多，冷啟動消耗的時間越長。

暖啟動 (Warm start)
當應用中的 Activities 被銷燬，但在記憶體中常駐時，應用的啟動方式就會變為暖啟動。相比冷啟動，暖啟動過程減少了物件初始化、佈局載入等工作，啟動時間更短。但啟動時，系統依然會展示一個空白背景，直到第一個 Activity 的內容呈現為止。

熱啟動 (Lukewarm start)
相比暖啟動，熱啟動時應用做的工作更少，啟動時間更短。熱啟動產生的場景很多，常見如：使用者使用返回鍵退出應用，然後馬上又重新啟動應用。

啟動時間
從 Android 4.4 (API 19) 開始，Logcat 自動幫我們打印出應用的啟動時間。這個時間值從應用啟動 (建立程序) 開始計算，到完成檢視的第一次繪製 (即 Activity 內容對使用者可見) 為止。如：

click me	click me
1	11-15 14:06:25.710 1071-1130/? I/ActivityManager: Displayed com.yifeng.qqtemp/.MainActivity: +3s610ms

對應在 logcat 視窗上的顯示如圖 (記得修改過濾條件) ：

對於使用者來講，看不到具體的啟動時間，而是應用啟動時白屏展示的體驗問題。舉個例子來對比一下冷熱啟動的實際啟動情況。新建一個工程，為了更好地模擬演示冷熱啟動效果，這裡我在自定義 Application 類的 onCreate 方法中添加了如下程式碼來延長應用的冷啟動時間：

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	public class MyApplication extends Application { @Override public void onCreate() { super.onCreate(); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }

然後第一次編譯執行，應用採取冷啟動的方式開啟 (使用選單鍵關閉最近開啟的應用，也能達到促使應用使用冷啟動方式，延長啟動時間的效果) ；接著使用返回鍵退出應用，再點選桌面應用圖示，應用將採用熱啟動的方式開啟。整個操作流程對應的效果如圖：

可以看到，冷啟動方式下，應用要經歷一個短暫的白屏時間 (這個時間的長短視具體情況而定)，使用者體驗極其不好。相比而言，熱啟動方式下，使用者可以較快進入 Activity 主介面與應用發生互動行為。

優化方案
應用的冷啟動總是無法避免的，也就是說冷啟動時使用者總要經歷一個啟動等待時間。開發人員唯一能做的就是在 Application 和 第一個 Activity 中，減少 onCreate() 方法的工作量，從而縮短冷啟動的時間。像應用中嵌入的一些第三方 SDK，都建議在 Application 中做一些初始化工作，開發人員不妨採取懶載入的形式移除這部分程式碼，而在真正需要用到第三方 SDK 時再進行初始化。
還有一種簡單粗暴的方式就是通過主題設定，不顯示啟動時的白屏背景。新建一個主題樣式，並新增如下屬性：

click me	click me
1 2 3 4	<style name="LaunchStyle" parent="AppTheme"> <item name="android:windowIsTranslucent">true</item> <item name="android:windowNoTitle">true</item> </style>

或

click me	click me
1	<item name="android:windowDisablePreview">true</item>

然後將這個主題樣式設定給第一個啟動的 Activity ，如：

click me	click me
1 2 3 4 5 6 7 8 9	<activity android:name=".MainActivity" android:theme="@style/LaunchStyle"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.MAIN" /> <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /> </intent-filter> </activity>

備註：這裡沒有將該主題設定在 Application 標籤裡，主要是該主題只適用於第一個 Activity，如果放置在 Application 標籤中會修改所有 Activity 的主題樣式。
再修改該 Activity 類的程式碼，在載入佈局檢視前，將主題修改回來：

click me	click me
1 2 3 4 5 6 7	@Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setTheme(R.style.AppTheme); setContentView(R.layout.activity_main); }

這麼設定之後，效果如圖：

可以看到，冷啟動方式下，使用者點選桌面圖示，沒有任何反應，過一段時間應用才打開。其實這裡只是將白屏背景透明化或者隱藏起來而已。
很顯然，這種處理方式使用者體驗也極差。不過可喜的是，我們可以通過主題中的 windowBackground 屬性，自定義應用啟動時的視窗背景。至於這個背景如何設計，Google 已經在官網上給了建議和規範，可以參考：Launch screens。其實就是兩種樣式，如圖：

左圖採用應用的 Logo 和 Slogan (甚至為了簡單，Slogan 都可以不要)，可以增強品牌推廣效應；右圖利用了 placeholder ，與主介面的 UI 框架保持一致，給使用者產生一種應用啟動非常快的視覺感受。這兩種方案各自目的和應用場景有所不同，但設計理念確實不錯。下面我們一一模仿實現，先看第一種。
新建一個名為 shape_launch.xml 的 drawable 檔案，內容如下：

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <layer-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:opacity="opaque"> <item android:drawable="@color/colorPrimary"/> <item > <bitmap android:src="@mipmap/ic_launcher" android:gravity="center" /> </item> </layer-list>

然後修改 styles.xml 檔案中的主題樣式：

click me	click me
1 2 3	<style name="LaunchStyle" parent="AppTheme"> <item name="android:windowBackground">@drawable/shape_launch</item> </style>

最後將這個主題設定給啟動的 Activity，設定過程和上面隱藏啟動視窗時的設定一樣。效果如圖：

第二種，使用與主介面 UI 框架一致的 placeholder 內容，這種情況下需要計算諸如 Statusbar、Toolbar 控制元件的高度，shape_launch.xml 內容如下：

click me	click me
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <layer-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:opacity="opaque"> <item android:drawable="@color/colorPrimaryDark"/> <item android:drawable="@color/colorPrimary" android:top="25dp"/> <item android:top="81dp" android:drawable="@android:color/white"> </item> </layer-list>

這裡模擬了一個高度為25dp的狀態列和一個高度為56dp的標題欄，給使用者一種錯覺：點選桌面圖示，應用立即啟動並進入主介面。效果如圖：

以上兩種方式是按照 Google 的建議實現的 UI 效果，當然你還可以有更好的設計方式，只要能夠解決冷啟動帶來的白屏過渡問題，都能帶來不錯的使用者體驗。比如你還可以適度結合 Activity 內容檢視使用動畫過渡效果，比如：

或者這樣

以上兩種效果來自 GitHub 上的開源專案 saulmm/onboarding-examples-android，具體實現方式這裡不再贅述，作者專門寫有部落格可供借鑑學習：Avoiding cold starts on Android。