一篇文章搞定《APP的启动流程》-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了一篇文章搞定《APP的启动流程》。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

前言

前面已经铺垫了Binder、Handler、View的绘制流程
那么该来看看APP的启动流程了，是如何启动了我们这些重要的组件
本文会按照步骤和启动需要的成员并附带一点点源码进行讲解。
以了解熟悉启动的流程为主。不会大篇幅的利用源码深入。
本文结构：
1、冷启动、温启动、热启动
2、启动中的重要成员简介
3、启动的步骤详解
4、启动优化（浅谈）

冷启动、温启动、热启动

冷启动：当启动应用时，后台没有该应用的进程，这时系统会重新创建一个新的进程分配给该应用，然后再根据启动的参数，启动对应的进程组件，这个启动方式就是冷启动。
温启动：当启动应用时，后台已有该应用的进程，但是Activity可能因为内存不足被回收。这样系统会从已有的进程中来启动这个Activity，这个启动方式叫温启动。
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对应的进程组件，这个方式叫热启动。

由于冷启动相对于其他启动方式多了进程的创建（Zygote进程fork创建进程）以及应用的资源加载和初始化（Application的创建及初始化），所以相对来说会比较耗时，所以我们一般说的App启动优化一般指的都是App的冷启动优化。
启动中的重要

启动中的重要成员简介

zygote进程

不说的冠冕堂皇的，就简单的给大家总结两条：

zygote进程是由Linux中的init进程，fock出来的进程。
在Android中，所有的应用的进程都是由zygote进程fork出来的，一个新的App进程就是zygote进程的子进程。

Zygote进程首先会fork自己孵化出的SystemServer进程，它的main函数主要负责：

启动binder线程池，这是SystemServer与其他进程通信的基础
初始化Looper
创建了SystemServiceManager对象，它会启动Android中的各种服务。包括AMS、PMS、WMS
启动桌面进程，这样才能让用户见到手机的界面。
开启loop循环，开启消息循环，SystemServer进程一直运行，保障其他应用程序的正常运行。

注意：init进程在开启的时候就创建了，所以在开机的时候我们的zygote进程和ServiceManager都被创建出来了。

Instrumentation

工具类，它用来监控应用程序和系统的交互，包装了 ActivityManagerService 的调用，一些插件化方案就是通过 hook 该类实现的。

SystemServer进程

SystemServer是由zygote进程fork出来的第一个进程，SystemServer和Zygote是Android Framework最重要的2个进程。系统里面重要的服务都是在这个进程里面开启的，比如ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService。
应用启动流程基本是围绕着ActivityManagerService和ActivityThread展开。

ActivityManagerService

在Android系统中，任何一个Activity的启动都是由AMS和App进程（主要是ActivityThread）相互配合来完成的。
他在SystemServer创建后被初始化
App进程与AMS通过Binder机制进行跨进程通信
AMS(SystemServer进程)与zygote通过Socket进行跨进程通信。

Binder

Binder就不细说了，Android系统中的IPC跨进程通信。
就是《一篇文章搞定〈Binder〉》中的内容

ActivityThread

ActivityThread 是 Android 系统中驱动应用程序的主线程，它的作用是管理应用程序的生命周期和交互。ActivityThread 负责启动应用程序的入口 Activity，提供与 Android 系统之间的通信桥梁，同时也处理了应用程序的消息队列和事件循环。
在 App 启动过程中，ActivityThread 主要负责以下几个重要的工作：

创建一个主线程 Looper ，用于处理消息队列和事件循环。
加载应用程序的主题、资源和布局文件。
通过调用 Instrumentation 的 callApplicationOnCreate() 方法触发应用程序的生命周期，初始化应用程序，并创建首个 Activity。

启动的步骤详解

图中的红色线条为Binder通信
紫色线条是Socket通信

一、点击桌面图标

Launcher 捕获点击事件，调用 Activity#startActivity()；
点击图标发生在Launcher应用的进程，startActivity()函数最终是由Instrumentation通过Android的Binder跨进程通信机制发送消息给 system_server 进程；

二、创建进程

在 system_server 中，启动进程的操作会先调用ActivityManagerService#startProcessLocked() 方法，该方法内部调用 Process.start(android.app.ActivityThread)；而后通过 socket 通信告知 Zygote 进程 fork 子进程，即 app 进程。
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三、初始化APP进程

开启主线程 app 进程启动后，首先是实例化 ActivityThread，并执行其main()函数
main()函数中创建 ApplicationThread，Looper，Handler 对象，并开启主线程消息循环Looper.loop()。
调用 ActivityThread#attach(false)方法进行 Binder 通信

源码如下：ActivityThread.java

public static void main(String[] args) {
···
     Looper.prepareMainLooper();

     ActivityThread thread = new ActivityThread();
     thread.attach(false);

     if (sMainThreadHandler == null) {
         sMainThreadHandler = thread.getHandler();
     }
 ···
     Looper.loop();
 ···
 }


 private void attach(boolean system) {
 ···
     if (!system) {
     ···
         final IActivityManager mgr = ActivityManager.getService();
         try {
             mgr.attachApplication(mAppThread);
         } catch (RemoteException ex) {
             throw ex.rethrowFromSystemServer();
         }
     ···
     } else {
    ···
     }
 ···
 }

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四、APP进程与System_server的绑定

调用 ActivityThread#attach(false)方法进行 Binder 通信（在方法里进行下一步）
通知system_server进程执行 ActivityManagerService#attachApplication(mAppThread)方法
system_server进程在收到请求后，进行一系列准备工作后（创建该App进程信息表）再通过binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求；
这相当于是APP进程发信息给system_server进程，进行一个绑定的过程。创建通信的过程。

五、初始化Applacation And Activity

App进程的binder线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过handler向主线程（ActivityThread）发送LAUNCH_ACTIVITY消息；
主线程（ActivityThread）在收到Message后，通过HandleLaunchActivity创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法。
到此，App便正式启动，开始进入Activity生命周期，执行完onCreate/onStart/onResume方法，UI渲染结束后便可以看到App的主界面

到此为止App的启动流程就结束了，上图也是完整的启动流程模型图。

启动优化（浅谈）

透明主题优化

为了解决启动窗口白屏问题，使用透明主题来解决这个问题，但是治标不治本。

<style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light.DarkActionBar">
    <item name="android:windowFullscreen">true</item>
    <item name="android:windowIsTranslucent">true</item>
</style>

设置闪屏图片主题

这个挺多APP还在用的哦
为了更顺滑无缝衔接我们的闪屏页，可以在启动 Activity 的 Theme中设置闪屏页图片，这样启动窗口的图片就会是闪屏页图片，而不是白屏。

<style name="AppTheme" parent="Theme.AppCompat.Light.DarkActionBar">
    <item name="android:windowBackground">@mipmap/launch_image</item>   //闪屏页图片  
    <item name="android:windowFullscreen">true</item>
    <item name="android:windowContentOverlay">@null</item>
</style>

这样设置的话，就会在冷启动的时候，展示闪屏页的图片，等App进程初始化加载入口 Activity (也是闪屏页) 就可以无缝衔接。
其实这种方式并没有真正的加速应用进程的启动速度，而只是通过用户视觉效果带来的优化体验。

Application 优化

通过上面的流程，我们可以知道。会先初始化我们的Application，所以在Application中初始化减少耗时操作能有效的帮我提升。
通常，有机会优化这些工作以实现性能改进，这些常见问题包括：

复杂繁琐的布局初始化
阻塞主线程 UI 绘制的操作，如 I/O 读写或者是网络访问.
Bitmap 大图片或者 VectorDrawable加载
其它占用主线程的操作

有很多第三方组件（包括App应用本身）都在 Application 中抢占先机，完成初始化操作。
比如Bugly，x5内核初始化，SP的读写，友盟等组件。那就放到子线程中去初始化。

闪屏页业务优化

例如埋点，点击流，数据库初始化等这类必须在主线程初始化的动作。那么我们可以放在闪屏页。
一般：闪屏页政展示总时间 = 组件初始化时间 + 剩余展示时间。
也就是2000ms的总时间，组件初始化了800ms，那么就再展示1200ms即可。

通过上面的流程分析，我们可以知道 Application 初始化后会调用 attachBaseContext() 方法，再调用 Application 的 onCreate()，再到入口 Activity的创建和执行 onCreate() 方法。所以我们就可以在 Application 中记录启动时间。
Application.java

@Override
protected void attachBaseContext(Context base) {
    super.attachBaseContext(base);
    SPUtil.putLong("application\_attach\_time",
        System.currentTimeMillis());//记录Application初始化时间  
}

有了启动时间，我们得知道入口的 Acitivty 显示给用户的时间（View绘制完毕）
那就是入口Activity的onWindowFocusChanged喽
入口Activity.java

@Override
public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) {
    super.onWindowFocusChanged(hasFocus);

    long appAttachTime = SPUtil.getLong("application\_attach\_time");
    long diffTime = System.currentTimeMillis() - appAttachTime;
    //从application到入口Acitity的时间  
    
    //所以闪屏页展示的时间为 2000ms - diffTime.  
}

利用Hook

ActivityManagerService

在Android系统中，启动应用的过程通常是通过ActivityManagerService来进行管理的。可以通过Hook ActivityManagerService的方式，在应用启动时进行一些优化操作。例如，可以在应用启动前创建一个空的Activity，并在其onCreate方法中执行一些耗时操作，如初始化数据或预加载资源。然后，通过Hook ActivityManagerService，将启动的Activity替换为这个空的Activity形式，这样就可以减少应用启动的耗时。

AMS和PMS

Android系统在应用启动的过程中，会对Activity、Service等组件的启动进行权限验证和安全检查。这个过程较为耗时，可以通过Hook ActivityManagerService（AMS）和PackageManagerService（PMS）来绕过这些检查，从而提升启动速度。例如，可以通过Hook AMS和PMS，修改应用的启动流程，跳过权限验证和安全检查的过程，从而减少启动耗时。