Android 中如何計算 App 的啟動時間？

之前有人在知乎提問： “怎麼計算apk的啟動時間？” :

利用python或者直接用adb命令怎麼計算apk的啟動時間呢？就是計算從點擊圖標到apk完全啟動所花費的時間。比如，對游戲來說就是點擊游戲圖標到進入到登錄界面的這段時間。已知的兩種方法貌似可以獲取，但是感覺結果不准確：一種是，adb shell am start -w packagename/activity,這個可以得到兩個值，ThisTime和TotalTime，不知道兩個有什麼區別，而且與實際啟動時間不匹配，兩者相加都可能比實際啟動時間小（測試游戲的時候差別更大）；另外一種是通過adb logcat的方式，感覺獲取的結果也與實際有差別。

我和另外一個同事 啟發 針對兩個方面進行了回答，不過畢竟知乎上看的人會比較少，所以我在征得他的同意之後，將這兩個答案整理了一下，記錄到博客中，一來算是一個小的總結，之後自己看得時候比較方便，二來給需要的同學一個更加方便的途徑。

1 應用啟動場景

事實上 Android 中一個 App 的啟動時間可以准確計算的.但是要分場景.也就是說要分開游戲和應用. 大家都知道,在Android中,游戲開發和應用開發是兩碼事.所以我們需要分開來說.

1.1 應用啟動

我們平時在寫應用的時候,一般會指定一個 mainActivity ,用戶在桌面上點擊這個 Activity 的時候,系統會直接起這個 Activity. 我們知道 Activity 在啟動的時候會走 onCreate/onStart/onResume .這幾個回調函數.

許多書裡講過,當執行完 onResume 函數之後,應用就顯示出來了…其實這是一種不准確的說法,因為從系統層面來看,一個 Activity 走完 onCreate/onStart/onResume 這幾個生命周期之後,只是完成了應用自身的一些配置,比如 window 的一些屬性的設置/ View 樹的建立(只是建立,並沒有顯示,也就是說只是調用了 inflate 而已) . 後面 ViewRootImpl 還會調用兩次performTraversals ,初始化 Egl 以及 measure/layout/draw. 等.所以我們定義一個 Android 應用的啟動時間, 肯定不能在 Activity 的回調函數上下手.而是以用戶在手機屏幕上看到你在 onCreate 的 setContentView 中設置的 layout 完全顯示為准,也就是我們常說的應用第一幀.

上面扯得有點遠,不感興趣的話可以不看,下面直接說方法.題主說的 adb shell am start -w packagename/activity,是可以完全應用的啟動時間的.不過也要分場景.

1.2 應用第一次啟動

也就是我們常說的冷啟動,這時候你的應用程序的進程是沒有創建的. 這也是大部分應用的使用場景.用戶在桌面上點擊你應用的 icon 之後,首先要創建進程,然後才啟動 MainActivity.這時候adb shell am start -w packagename/MainActivity 返回的結果,就是標准的應用程序的啟動時間（注意 Android 5.0 之前的手機是沒有 WaitTime 這個值的）:

➜ adb shell am start -W com.meizu.media.painter/com.meizu.media.painter.PainterMainActivity
Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=com.meizu.media.painter/.PainterMainActivity }
Status: ok
Activity: com.meizu.media.painter/.PainterMainActivity
ThisTime: 355
TotalTime: 355
WaitTime: 365
Complete

總共返回了三個結果,我們以 WaitTime 為准.

關於ThisTime/TotalTime/WaitTime的區別,下面是其解釋：

“adb shell am start -W ”的實現在 frameworks/base/cmds/am/src/com/android/commands/am/Am.java 文件中。其實就是跨Binder調用ActivityManagerService.startActivityAndWait() 接口（後面將ActivityManagerService簡稱為AMS），這個接口返回的結果包含上面打印的ThisTime、TotalTime時間.

• startTime記錄的剛准備調用startActivityAndWait()的時間點
• endTime記錄的是startActivityAndWait()函數調用返回的時間點
• WaitTime = startActivityAndWait()調用耗時。

ThisTime、TotalTime 的計算在 frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityRecord.java 文件的 reportLaunchTimeLocked() 函數中。

我們來解釋下代碼裡curTime、displayStartTime、mLaunchStartTime三個時間變量.

• curTime表示該函數調用的時間點.
• displayStartTime表示一連串啟動Activity中的最後一個Activity的啟動時間點.
• mLaunchStartTime表示一連串啟動Activity中第一個Activity的啟動時間點.

正常情況下點擊桌面圖標只啟動一個有界面的 Activity，此時 displayStartTime 與mLaunchStartTime 便指向同一時間點，此時 ThisTime=TotalTime。另一種情況是點擊桌面圖標應用會先啟動一個無界面的 Activity 做邏輯處理，接著又啟動一個有界面的Activity，在這種啟動一連串 Activity 的情況下（知乎的啟動就是屬於這種情況），displayStartTime 便指向最後一個 Activity 的開始啟動時間點，mLaunchStartTime 指向第一個無界面Activity的開始啟動時間點，此時 ThisTime！=TotalTime。這兩種情況如下圖：

在上面的圖中，我用①②③分別標注了三個時間段，在這三個時間段內分別干了什麼事呢？

• 在第①個時間段內，AMS 創建 ActivityRecord 記錄塊和選擇合理的 Task、將當前Resume 的 Activity 進行 pause
• 在第②個時間段內，啟動進程、調用無界面 Activity 的 onCreate() 等、 pause/finish 無界面的 Activity
• 在第③個時間段內，調用有界面 Activity 的 onCreate、onResume

看到這裡應該清楚 ThisTime、TotalTime、WaitTime 三個時間的關系了吧。WaitTime 就是總的耗時，包括前一個應用 Activity pause 的時間和新應用啟動的時間；ThisTime 表示一連串啟動 Activity 的最後一個 Activity 的啟動耗時；TotalTime 表示新應用啟動的耗時，包括新進程的啟動和 Activity 的啟動，但不包括前一個應用 Activity pause 的耗時。也就是說，開發者一般只要關心 TotalTime 即可，這個時間才是自己應用真正啟動的耗時。

Event log中 TAG=am_activity_launch_time 中的兩個值分表表示 ThisTime、TotalTime，跟通過 “adb shell am start -W ” 得到的值是一致的。

最後再說下系統根據什麼來判斷應用啟動結束。我們知道應用啟動包括進程啟動、走 Activity生命周期 onCreate/onResume 等。在第一次 onResume 時添加窗口到WMS中，然後measure/layout/draw，窗口繪制完成後通知 WMS，WMS 在合適的時機控制界面開始顯示(夾雜了界面切換動畫邏輯)。記住是窗口界面顯示出來後，WMS 才調用reportLaunchTimeLocked() 通知 AMS Activity 啟動完成。

最後總結一下，如果只關心某個應用自身啟動耗時，參考TotalTime；如果關心系統啟動應用耗時，參考WaitTime；如果關心應用有界面Activity啟動耗時，參考ThisTime。

1.2 應用非第一次啟動

如果是你按Back鍵，並沒有將應用進程殺掉的話，那麼執行上述命令就會快一些，因為不用創建進程了，只需要啟動一個Activity即可。這也就是我們說的應用熱啟動。

2 游戲啟動場景

游戲啟動的話，就不適用用命令行的方法來啟動了，因為從用戶點擊桌面圖標到登錄界面，既有系統的部分也有游戲自己的部分。

2.1 系統部分

游戲也有一個Activity，所以啟動的時候還是會去啟動這個Activity，所以系統啟動部分也就是用戶點擊桌面桌面響應到這個Activity啟動。

2.2 游戲部分

一般游戲的主Activity啟動後，還會做一些比較耗時的事情，這時候你看到的界面是不能操作的，比如：加載游戲數據、聯網更新數據、讀取和更新配置文件、游戲引擎初始化等操作。從游戲開發的角度來看，到了真正用戶能操作的界面才算是一個游戲真正加載完成的時間。那麼這個時間，就得使用Log來記錄了，因為加載游戲數據、聯網更新數據、讀取和更新配置文件、游戲引擎初始化這些操作，都是游戲自己的邏輯，與系統無關，所以得由游戲自己定義加載完成的點。

對於游戲的啟動時間，我們更傾向於計算從 點擊桌面圖標 到 用戶可以與游戲進行交互 這個時間段作為一個游戲的啟動時間。

3 總結

計算機最讓人著迷的一點就是其准確性，1+1永遠等於2，啟動耗時多久就是多久，每一次可能不一樣，但每一次的時間都是這一次的准確時間。

不過每個公司由於對應用的定位不同，所以對應用啟動的要求也不一樣。比如有的做 ROM 的公司，其內置應用的啟動時間一定是要非常快的，這樣給用戶的第一感覺就是快、流暢；互聯網公司的 App 則不是很關心啟動速度，大部分互聯網公司的應用都有一個啟動頁，用來展示廣告或者功能介紹之類的，然後才會進入到主界面。需求不一樣，這麼做也無可厚非，不過從消費者的角度來看，越早見到主界面當然越好。

所以在做一個 Android App 的時候，一定要記得將應用的啟動時間作為一個性能指標，畢竟

天下武功，唯快不破！

4 關於作者

文章裡提到的我的同事郭啟發，其

• 知乎: 郭啟發，Android framework
• 微博:guoqifa_meizu

他對 Android Framework 研究很深，感興趣的可以和他聊聊。