(1)ActivityThread分析

1. 入口。

以前一直都说Activity的人口是onCreate方法。其实android上一个应用的入口,应该是ActivityThread。和普通的java类一样,入口是一个main方法。

public static final void main(String[] args) {
        SamplingProfilerIntegration.start();
       ……
        Looper.prepareMainLooper();
        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = new Handler();
        }
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);
       ……
        Looper.loop();
       ……
        thread.detach();
        ……
        Slog.i(TAG, "Main thread of " + name + " is now exiting");
    }

下面仔细分析一下这个main方法。


2.Looper.prepareMainLooper();

ActivityThread其实就是我们经常说的UI thread,也就是主线程。我们都知道主线程可以使用Handler进行异步通信,因为主线程中已经创建了Looper,而这个Looper就是在这里创建的。如果其他线程需要使用Handler通信,就要自己去创建Looper。


3. sMainThreadHandler = new Handler();

创建一个Handler。


4. ActivityThread thread = new ActivityThread();

创建ActivityThread 对象。

ActivityThread 有几个比较重要的成员变量,会在创建ActivityThread对象时初始化。

(1)final ApplicationThread mAppThread = new ApplicationThread();

ApplicationThread继承自ApplicationThreadNative, 而ApplicationThreadNative又继承自Binder并实现了IApplicationThread接口。IApplicationThread继承自IInterface。这是一个很明显的binder结构,用于于Ams通信。IApplicationThread接口定义了对一个程序(linux的进程)操作的接口。ApplicationThread通过binder与Ams通信,并将Ams的调用,通过下面的H类(也就是Hnalder)将消息发送到消息队列,然后进行相应的操作,入activity的start, stop。

(2)final H mH = new H();

          private final class H extends Handler

mH负责处理ApplicationThread发送到消息队列的消息,例如:

public void handleMessage(Message msg) {
            if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, ">>> handling: " + msg.what);
            switch (msg.what) {
                case LAUNCH_ACTIVITY: {
                    ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord)msg.obj;

                    r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
                            r.activityInfo.applicationInfo);
                    handleLaunchActivity(r, null);
                } break;


5. handleLaunchActivity(r, null);

从名字中就可以看出,这里就将进行启动activity的工作了。

方法中主要调用了这一句:

Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);


6. performLaunchActivity()

进行了一些初始化和赋值操作后,创建activity。

activity = mInstrumentation.newActivity(
                    cl, component.getClassName(), r.intent);

然后调用:

mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);

这一句就会调用到acitivity的onCreate方法了,就进入了大多数应用开发的入口了。


<think>我们分析的问题:Perfetto trace中ActivityThread$H消息处理耗时1秒,其中596ms为休眠时间,是否会引发UI卡顿? 根据引用[3]:“流畅度、响应速度、稳定性(ANR)这三类...都是由于主线程的Message在执行任务的时候超时”。因此,我们需要分析1秒耗时中,休眠时间对UI线程的影响。 核心逻辑: 1. UI卡顿的本质:主线程(即ActivityThread$H所在线程)无法在16.6ms(60Hz屏幕)内完成一帧的绘制。 2. 休眠时间(sleep)是否会导致卡顿?休眠期间,主线程不会占用CPU,因此不会阻塞其他任务的执行,但需要关注休眠后的任务堆积。 具体分析: 假设一个ActivityThread$H消息处理总耗时为1000ms,其中: - 休眠时间:596ms(线程处于休眠状态,不占用CPU) - 实际执行时间:404ms(占用CPU执行任务) 然而,这404ms的执行时间是否连续?如果连续占用CPU超过16.6ms,则必然导致丢帧(卡顿)。但更常见的是,这404ms可能被分割成多个小段,中间可能穿插了其他消息或帧绘制。 但根据问题描述,整个消息处理耗时1秒(包括休眠),这意味着从消息开始处理到结束,经历了1秒的时间。在这1秒内,主线程可能无法及时响应其他消息(例如绘制消息#116,即Choreographer的doFrame消息),从而导致丢帧。 具体风险: 1. 阻塞后续消息:如果这个长耗时消息(即使大部分时间在休眠)在执行过程中,后续的UI绘制消息(如Choreographer#doFrame)被延迟处理,当绘制消息最终被处理时可能已经超过16.6ms的期限,导致丢帧。 2. ANR风险:如果这个消息是处理用户输入(如点击)的,那么超过5秒就会触发ANR(Activity的ANR阈值是5秒)。虽然这里只有1秒,但若频繁发生,可能接近阈值。 结论: - 休眠本身不会直接导致卡顿(因为休眠时不占用CPU),但休眠期间主线程无法处理其他消息,可能导致后续消息(尤其是绘制消息)被延迟处理,从而引发卡顿。 - 因此,即使休眠时间占大部分,只要整个消息处理时间过长(例如1秒),就会增加卡顿的风险,因为在这1秒内,主线程无法及时响应绘制请求。 建议: 1. 在Perfetto中查看该消息处理期间,是否有绘制消息(Choreographer#doFrame)被延迟执行?查看相邻帧的时间差是否超过16.6ms。 2. 分析休眠的原因:为什么主线程需要休眠?是否在等待其他线程?如果是,考虑用异步方式避免主线程等待。 数学表达: 设消息处理总耗时$T_{total}=1000\text{ms}$,其中休眠时间$T_{sleep}=596\text{ms}$,执行时间$T_{exec}=404\text{ms}$。 在$T_{total}$时间内,理论上最多可绘制帧数$N_{frame\_max}=T_{total}/16.6\approx60$帧。 但由于主线程被该消息阻塞,实际在该消息处理期间,主线程无法处理绘制消息,导致至少丢失$N_{lost}=T_{total}/16.6\approx60$帧(即1秒内60帧全部丢失),这必然导致用户感知的卡顿。 因此,答案是:会引发UI卡顿,因为整个消息处理时间过长,导致主线程无法及时响应绘制消息。 引用说明: 根据引用[3],主线程消息超时是卡顿的根本原因[^3]。</think>### 分析结论 **会引发UI卡顿**。即使596ms是休眠时间,但整个消息处理耗时1秒,远超16.6ms的帧刷新周期(60Hz屏幕),必然导致丢帧和卡顿。以下是详细分析: --- ### 核心原理分析 1. **主线程阻塞机制** - `ActivityThread$H` 是主线程消息队列的核心处理器(引用[3]) - 任何单条消息处理超过 **16.6ms** 都会导致当前帧丢失(VSYNC信号超时) - 休眠时间虽不占用CPU,但会**阻塞后续消息执行**(如绘制消息`#116`) 2. **卡顿风险量化** $$ \text{卡顿帧数} = \frac{\text{消息总耗时}}{16.6} \approx \frac{1000\text{ms}}{16.6} \approx 60\text{帧} $$ 意味着连续丢失约 **60帧画面**(1秒无响应),用户感知为严重卡顿。 3. **休眠期的隐藏风险** - 休眠期间主线程虽不占CPU,但会: - 延迟后续关键消息(如`activityResume`/`doFrame`) - 增加消息队列堆积风险 - 系统可能因休眠误判线程阻塞,触发`Watchdog`监控(引用[2]) --- ### 根因诊断方法(Perfetto实战) 1. **定位休眠段** ```sql SELECT s.name, s.dur, s.ts FROM slice s JOIN thread_track tt ON s.track_id = tt.id JOIN thread USING(utid) WHERE thread.name = "main" AND s.name GLOB "H#*" AND s.dur >= 1000000 /* 筛选耗时>1秒的消息 */ ``` - 查看结果中的`[sleeping]`标记段 2. **分析休眠原因** | 休眠类型 | 特征 | 优化方向 | |-------------------|--------------------------|-----------------------| | `Binder`阻塞 | 伴随`binder_transaction` | 异步化跨进程调用 | | 锁竞争(`monitor`) | 显示`monitor contention` | 减小锁粒度/锁拆分 | | 资源等待 | 无系统事件,纯空白段 | 预加载/懒加载机制 | 3. **关联系统事件** 检查休眠期间是否存在: - `binder_transaction`(跨进程调用阻塞) - `sched_blocked_reason`(调度器阻塞详情) - `lock contention`(同步锁竞争) --- ### 优化建议 1. **异步化休眠操作** ```java // 改造前(同步阻塞) handleMessage(Message msg) { Thread.sleep(500); // 直接休眠 } // 改造后(异步回调) handleMessage(Message msg) { executor.submit(() -> { heavyWork(); mainHandler.sendEmptyMessage(MSG_DONE); }); } ``` 2. **关键路径拆分** ```mermaid timeline title 消息处理优化对比 section 优化前 消息处理 : 0ms --> 1000ms : 阻塞1秒 section 优化后 提交异步任务 : 0ms --> 5ms 异步执行 : 5ms --> 600ms (非主线程) 回调渲染 : 600ms --> 610ms ``` 3. **锁粒度优化** ```diff // 锁优化示例 - synchronized(heavyLock) { /* 耗时操作 */ } + synchronized(lightLock) { + lightweightWork(); + } + // 将耗时操作移出同步块 ``` --- ### 验证指标 优化后需满足: $$ \max(\text{所有H消息耗时}) < 16.6\text{ms} $$ 可通过Perfetto的 **SQL告警规则** 自动化监测: ```sql SELECT s.name, s.dur/1e6 AS duration_ms FROM slice s WHERE s.name GLOB "H#*" AND duration_ms > 16.6 /* 触发卡顿告警 */ ``` > **关键提示**:根据引用[1],系统厂商会通过CPU调频优化启动速度,但应用层异步化才是根本解法[^1]。若休眠由系统服务引起(如`ActivityManager`),需提交trace给厂商分析
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