安卓性能调优之-检测应用启动速度

先来了解一下几种应用启动的概念：

冷启动（Cold Start）：应用完全未启动，模拟全新启动过程。
暖启动（Warm Start）：进程仍然存活，但 Activity可能需要重新创建。
热启动（Hot Start）：进程存活，Activity只是从 onStop 恢复到 onResume

adb命令检测

adb shell am start -W com.example.quickdev/com.example.quickdev.ui.activity.SplashActivity

或者使用：

adb shell am start -S -W com.example.quickdev/.ui.activity.SplashActivity

-S 参数会强制停止目标 Activity
-W：等待启动完成并打印耗时（关键参数）

• 执行结果-冷启动

Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=com.example.quickdev/.ui.activity.SplashActivity }
Status: ok
LaunchState: COLD
Activity: com.example.quickdev/.ui.activity.SplashActivity
TotalTime: 1573
WaitTime: 1575
Complete

• 执行结果-热启动

Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=com.example.quickdev/.ui.activity.SplashActivity }
Warning: Activity not started, its current task has been brought to the front
Status: ok
LaunchState: HOT
Activity: com.example.quickdev/.ui.activity.HomeActivity
TotalTime: 136
WaitTime: 138
Complete

• 执行结果-暖启动

Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=com.example.quickdev/.ui.activity.SplashActivity }
Status: ok
LaunchState: WARM
Activity: com.example.quickdev/.ui.activity.SplashActivity
TotalTime: 259
WaitTime: 262
Complete

字段	含义	单位	备注
Status	启动状态	-	ok 表示成功，error 表示失败
LaunchState	启动类型	-	COLD(冷启动)/WARM(温启动)/HOT(热启动)
Activity	实际启动的 Activity	-	可能被 Intent Filter 重定向
TotalTime	Activity 自身启动耗时	毫秒(ms)	从创建到首帧完成
WaitTime	系统总等待时间	毫秒(ms)	包括系统资源准备时间
Complete	完成标记	-	仅表示命令执行完毕

启动类型（LaunchState）

• COLD：完全冷启动（进程不存在）
• WARM：温启动（进程存在但Activity被销毁）
• HOT：热启动（Activity仍在栈中）

时间统计原理

• TotalTime：通过 ActivityRecord 的 windowsDrawn 时间戳计算
• WaitTime：包含 AMS（ActivityManagerService）调度时间

WaitTime 包含系统调度开销（如 CPU 竞争），所以总是大于或等于TotalTime

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BenchmarkRule

BenchmarkRule 是 Android Benchmark 库中的一个 JUnit 规则（@Rule），用于在 单元测试（JUnit4）环境下进行性能基准测试。它能够测量代码片段的执行时间，并提供 抖动控制 和 精确的 CPU 时间测量，适用于 方法级别的性能评估。

使用要求

• Android 10以上设备运行
• 装机应用为release版本
• 测试应用需要在Manifest里面声明：

 <application>
        <profileable android:shell="true"/>
</application>

• 运行时需在主项目build.gradle指定 androidx.benchmark.junit4.AndroidBenchmarkRunner 作为 runner

 android {
       defaultConfig {
       //testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner" 替换掉这个
        testInstrumentationRunner "androidx.benchmark.junit4.AndroidBenchmarkRunner"
       }
}

• 运行设备要为 userdebug 模式，可 root

Macrobenchmark（宏基准测试）

在项目根目录 New -> Moudle 选择 benchmark 、Macrobenchmark ，Finsh 创建宏基准测试模块。

定义
宏基准测试主要关注整个应用程序或大部分应用功能的性能表现。它通常测试的是较大的操作或完整的业务流程，比如用户登录、数据加载、界面渲染等。

目的
衡量应用程序在真实使用场景下的总体性能，通常关注用户的整体体验。

示例
1.测试整个应用启动的时间。
2. 测试一个完整的用户交互流程的响应时间，比如从点击按钮到完成操作的时间。
3. 测试应用加载某个大数据集的性能。

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当模块创建完毕后，会在清单文件自动生成

        <profileable
            android:shell="true"
            tools:targetApi="29" />

和主项目的build.gradle 中

        benchmark {
            initWith release
            matchingFallbacks = ['release']
            signingConfig signingConfigs.release //++
        }

其中 signingConfig signingConfigs.release 是后面要加的，代表运行的时候指定签名配置。否则会报错:
Exception thrown during onBeforeAll invocation of plugin AndroidTestApkInstallerPlugin: ErrorName: INSTALL_PARSE_FAILED_NO_CERTIFICATES

其他的配置不需要更改，benchmark 模块默认配置如下：

    buildTypes {
        // This benchmark buildType is used for benchmarking, and should function like your
        // release build (for example, with minification on). It's signed with a debug key
        // for easy local/CI testing.
        benchmark {
            debuggable = true
            signingConfig = debug.signingConfig
            matchingFallbacks = ["release"]
        }
    }

看别人的 debuggable 不能为true，不过我的为true好像也没什么影响。

启动测试

先打包release版本apk，安装进可 root 设备。接着在 benchmark 模块下的 ExampleStartupBenchmark 类中 启动 startup 方法，左边有个小箭头直接启动即可。

代码介绍如下：

    @Test
    public void startup() {
        // 调用 mBenchmarkRule.measureRepeated 方法进行重复测量，记录应用启动性能
        mBenchmarkRule.measureRepeated(
                // 第一个参数是包名，指定测试的应用包名
                "com.example.quickdev",
                // 第二个参数是要收集的性能指标，这里使用的是 StartupTimingMetric 来度量启动时间
                Collections.singletonList(new StartupTimingMetric()),
                // 第三个参数是编译模式，DEFAULT 表示使用默认编译模式
                CompilationMode.DEFAULT,
                // 第四个参数是启动模式，COLD 表示冷启动，意味着应用从完全退出状态启动
                StartupMode.COLD,
                // 第五个参数是测量次数，这里指定了测量 5 次
                5,
                // 第六个参数是一个 Lambda 表达式，表示测量期间需要执行的操作
                scope -> {
                    // 按下 Home 键，模拟用户离开应用并返回桌面
                    scope.pressHome();
                    // 启动并等待指定应用，等待应用启动完成后再继续执行后续操作
                    scope.startActivityAndWait();
                    // 返回 null，表示操作执行完毕
                    return null;
                });
    }

冷启动测试结果

暖启动测试结果

热启动测试结果

可点击右侧测试次数的下标，点进去查看详细的测试信息，在第二张图的左上角可以查看cpu的消耗，左下找到当前应用行，查看代码具体耗时信息，右侧 Frames Chart可查看代码耗时火焰图展示书数据等。可以分析 CPU & 线程使用情况（避免 主线程阻塞）、查看火焰图，找到性能瓶颈（减少不必要的方法调用）

📊 BenchmarkRule vs. Macrobenchmark

• BenchmarkRule → 方法级测试，适用于小型、局部代码性能分析（如字符串拼接、循环优化）。
• Macrobenchmark → UI 级测试，适用于整个应用的性能分析（如 Activity 启动时间、RecyclerView 滚动性能）。