Android 性能优化与启动加速

冷启动完整链路：
  1. 点击图标 → Launcher 通过 Binder 请求 AMS（system_server 进程）
  2. AMS 检查进程 → 不存在则请求 zygote fork 出新进程
  3. 新进程加载 Application 类 → 调用 Application.attachBaseContext
  4. 调用 Application.onCreate → 第三方 SDK、ContentProvider 在此初始化
  5. AMS 通过 Binder 通知进程启动 Activity
  6. ActivityThread.performLaunchActivity → onCreate / onStart / onResume
  7. ViewRootImpl 触发 measure / layout / draw → SurfaceFlinger 合成首帧

adb shell am start -W -n com.example.app/.MainActivity   # TotalTime 812 / WaitTime 845 / ThisTime 812
adb logcat -s ActivityManager | grep "Displayed"         # Displayed com.example.app/.MainActivity: +812ms

// 在首屏数据真正渲染完成后调用，上报可交互时间
override fun onResume() {
    super.onResume()
    lifecycleScope.launch {
        viewModel.firstScreenData.first { it != null }
        reportFullyDrawn()   // API 19+，系统日志会记录 Fully drawn
    }
}

// 反面示例：所有初始化都堆在 onCreate 主线程
class App : Application() {
    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
        initCrashReporter()   // 读文件 + 网络
        initAnalytics()       // 读配置 + 反射
        initImageLoader()     // 建线程池 + 读磁盘缓存目录
        initDatabase()        // 打开 SQLite，最慢的一项
        initPush()            // 初始化推送 SDK
    }
}

// 正面示例：按「首帧是否需要」分类，只同步首帧必需项
override fun onCreate() {
    super.onCreate()
    initCrashReporter()   // 首帧必需且极快（< 5ms）
    ProcessLifecycleOwner.get().lifecycleScope.launch(Dispatchers.Default) {
        initImageLoader(); initDatabase(); initPush()   // 首帧不需要的全部后台化
    }
}

// 定义一个 Initializer，并声明它依赖的其他 Initializer
class AnalyticsInitializer : Initializer<Analytics> {
    override fun create(context: Context): Analytics {
        val analytics = Analytics.create(context)
        AnalyticsHolder.instance = analytics
        return analytics
    }

    // 声明依赖：WorkManagerInitializer 必须先于本项完成
    override fun dependencies(): List<Class<out Initializer<*>>> =
        listOf(WorkManagerInitializer::class.java)
}

// baselineprofile 模块的 build.gradle.kts
plugins {
    alias(libs.plugins.android.test)      // com.android.test
    alias(libs.plugins.baselineprofile)   // androidx.baselineprofile
}
android {
    namespace = "com.example.baselineprofile"
    compileSdk = 35
    defaultConfig { minSdk = 28; targetSdk = 35 }
    targetProjectPath = ":app"
}
dependencies {
    implementation("androidx.benchmark:benchmark-macro-junit4:1.3.4")
}

// 生成 Baseline Profile：用 BaselineProfileRule 模拟真实启动路径
@RunWith(AndroidJUnit4::class)
class BaselineProfileGenerator {
    @get:Rule val rule = BaselineProfileRule()

    @Test
    fun generate() = rule.collect(packageName = "com.example.app") {
        pressHome()
        startActivityAndWait()               // 启动主界面并等待首帧
        device.findObject(By.text("详情")).click()  // 覆盖更多关键页面
        device.waitForIdle()
    }
}

// Macrobenchmark：输出 TTID 与 TTFD，用于防回归
@RunWith(AndroidJUnit4::class)
class StartupBenchmark {
    @get:Rule val benchmarkRule = MacrobenchmarkRule()

    @Test
    fun startup() = benchmarkRule.measureRepeated(
        packageName = "com.example.app",
        metrics = listOf(StartupTimingMetric()),
        iterations = 10,                       // 至少 10 次取中位数
        startupMode = StartupMode.COLD,
        compilationMode = CompilationMode.Partial(),
    ) {
        pressHome()
        startActivityAndWait()
    }
}

android {
    buildTypes {
        release {
            isMinifyEnabled = true      // 开启 R8 代码压缩与混淆
            isShrinkResources = true    // 移除未引用的资源
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile("proguard-android-optimize.txt"),
                "proguard-rules.pro"
            )
        }
    }
}

// 用 Trace 埋点标记启动关键区段
class App : Application() {
    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
        Trace.beginSection("App_onCreate")
        initCrashReporter()
        Trace.endSection()

        Trace.beginSection("initImageLoader")
        initImageLoader()
        Trace.endSection()
    }
}

adb shell perfetto -o /data/misc/perfetto-traces/trace -t 10s \
  sched freq idle am wm gfx view binder_driver hal dalvik input res memory   # 抓系统级 trace
adb pull /data/misc/perfetto-traces/trace ./startup.pftrace                  # 拉到本地

<!-- 反面示例：四层嵌套 LinearLayout，measure 次数随深度增长 -->
<LinearLayout android:orientation="vertical">
    <LinearLayout android:orientation="horizontal">
        <LinearLayout android:orientation="vertical"><TextView /><TextView /></LinearLayout>
        <ImageView />
    </LinearLayout>
</LinearLayout>
<!-- 正面示例：改用 ConstraintLayout，把四层压成一层 -->

<style name="Theme.App.Starting" parent="Theme.SplashScreen">
    <item name="windowSplashScreenBackground">@color/brand</item>
    <item name="postSplashScreenTheme">@style/Theme.App</item>
</style>

// Compose 首帧优化：把非首屏可见的组合延迟到首帧之后
@Composable
fun HomeScreen(viewModel: HomeViewModel = hiltViewModel()) {
    val state by viewModel.state.collectAsStateWithLifecycle()
    if (state == null) {
        HomeSkeleton()      // 首帧只渲染骨架，避免首帧等待数据
        return
    }
    HomeContent(state!!)
}