HarmonyOS APP性能优化之提升应用冷启动速度

原创

小帅聊鸿蒙

发布于 2024-10-14 13:41:03

860

发布于 2024-10-14 13:41:03

文章被收录于专栏：鸿蒙开发笔记

应用启动时延是影响用户体验的关键要素。当应用启动时，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，这个启动方式就叫做冷启动。

分析应用冷启动耗时

应用冷启动过程大致可分成以下四个阶段：应用进程创建&初始化、Application&Ability初始化、Ability/AbilityStage生命周期、加载绘制首页，如下图：

1、缩短应用进程创建&初始化阶段耗时

该阶段主要是系统完成应用进程的创建以及初始化的过程，包含了启动页图标(startWindowIcon)的解码。

设置合适分辨率的startWindowIcon

如果启动页图标分辨率过大，解码耗时会影响应用的启动速度，建议启动页图标分辨率不超过256像素*256像素，如下所示：

    "abilities": [
      {
        "name": "EntryAbility",
        "srcEntry": "./ets/entryability/EntryAbility.ets",
        "description": "$string:EntryAbility_desc",
        "icon": "$media:icon",
        "label": "$string:EntryAbility_label",
        "startWindowIcon": "$media:startIcon", // 在这里修改启动页图标，建议不要超过256像素x256像素
        "startWindowBackground": "$color:start_window_background",
        "exported": true,
        "skills": [
          {
            "entities": [
              "entity.system.home"
            ],
            "actions": [
              "action.system.home"
            ]
          }
        ]
      }
    ]

下面使用SmartPerf工具，对使用优化前的启动页图标（4096像素*4096像素）及使用优化后的启动页图标（144像素*144像素）的启动性能进行对比分析。分析阶段的起点为启动Ability（即H:void OHOS::AppExecFwk::MainThread::HandleLaunchAbility的开始点），阶段终点为应用第一次接到vsync（即H:ReceiveVsync dataCount:24Bytes now:timestamp expectedEnd:timestamp vsyncId:int的开始点）。

对比数据如下：

	阶段开始(秒)	阶段结束(秒)	阶段时长(秒)
使用优化前的启动页图标	5419.484537973	5420.327775266	0.843237293
使用优化后的启动页图标	4186.436835246	4186.908777335	0.471942089

可见阶段时长已缩短，故设置合适分辨率的startWindowIcon对缩短应用进程创建&初始化阶段耗时是有效的。

2、缩短Application&Ability初始化阶段耗时

该阶段主要是资源加载、虚拟机创建、Application&Ability相关对象的创建与初始化、依赖模块的加载等。

减少import的模块

应用代码执行前，应用程序必须找到并加载import的所有模块，应用程序加载的每个额外的第三方框架或者模块都会增加启动时间，耗时长短取决于加载的第三方框架或者模块的数量和大小。推荐开发者尽可能使用系统提供的模块，按需加载，来缩短应用程序的启动耗时。

以下为示例代码：

// 优化减少import的模块
// import ability from '@ohos.ability.ability';
// import dataUriUtils from '@ohos.ability.dataUriUtils';
// import errorCode from '@ohos.ability.errorCode';
// import featureAbility from '@ohos.ability.featureAbility';
// import particleAbility from '@ohos.ability.particleAbility';
// import wantConstant from '@ohos.ability.wantConstant';
// import common from '@ohos.app.ability.common';
// import Configuration from '@ohos.app.ability.Configuration';
// import contextConstant from '@ohos.app.ability.contextConstant';
// import ConfigurationConstant from '@ohos.app.ability.ConfigurationConstant';
// import FormExtensionAbility from '@ohos.app.form.FormExtensionAbility';
// import GesturePath from '@ohos.accessibility.GesturePath';
// import GesturePoint from '@ohos.accessibility.GesturePoint';
// import distributedAccount from '@ohos.account.distributedAccount';
// import osAccount from '@ohos.account.osAccount';

import AbilityConstant from '@ohos.app.ability.AbilityConstant';
import UIAbility from '@ohos.app.ability.UIAbility';
import Want from '@ohos.app.ability.Want';
import window from '@ohos.window';
import logger from '../common/Logger';

export default class EntryAbility extends UIAbility {
  // ...
}

下面使用 SmartPerf 工具，对优化import的模块前（模块数量20个）及优化import的模块后（模块数量5个）的启动性能进行对比分析。分析阶段的起点为启动Ability（即H:void OHOS::AppExecFwk::MainThread::HandleLaunchAbility的开始点），阶段终点为应用第一次接到vsync（即H:ReceiveVsync dataCount:24Bytes now:timestamp expectedEnd:timestamp vsyncId:int的开始点）。

对比数据如下：

	阶段开始(秒)	阶段结束(秒)	阶段时长(秒)
优化import的模块前	3042.259391282	3046.385614613	4.126223331
优化import的模块后	4186.436835246	4186.908777335	0.471942089

可见阶段时长已缩短，故减少import的模块对缩短Application&Ability初始化阶段耗时是有效的。

3、缩短AbilityStage生命周期阶段耗时

该阶段主要是AbilityStage的启动生命周期，执行相应的生命周期回调。

避免在AbilityStage生命周期回调接口进行耗时操作

在应用启动流程中，系统会执行AbilityStage的生命周期回调函数。因此，不建议在这些回调函数中执行耗时过长的操作，耗时操作建议通过异步任务延迟处理或者放到其他线程执行。

以下为示例代码：

const LARGE_NUMBER = 10000000;
const DELAYED_TIME = 1000;

export default class MyAbilityStage extends AbilityStage {
  onCreate(): void {
    // 耗时操作
    // this.computeTask();
    this.computeTaskAsync(); // 异步任务
  }

  onAcceptWant(want: Want): string {
    // 仅specified模式下触发
    return 'MyAbilityStage';
  }

  computeTask(): void {
    let count = 0;
    while (count < LARGE_NUMBER) {
      count++;
    }
  }

  private computeTaskAsync(): void {
    setTimeout(() => { // 这里使用setTimeout来实现异步延迟运行
      this.computeTask();
    }, DELAYED_TIME);
  }
}

下面使用 SmartPerf 工具，对优化前同步执行耗时操作及优化后异步执行耗时操作的启动性能进行对比分析。分析阶段的起点为启动Ability（即H:void OHOS::AppExecFwk::MainThread::HandleLaunchAbility的开始点），阶段终点为应用第一次接到vsync（即H:ReceiveVsync dataCount:24Bytes now:timestamp expectedEnd:timestamp vsyncId:int的开始点）。

对比数据如下：

	阶段开始(秒)	阶段结束(秒)	阶段时长(秒)
优化前同步执行耗时操作	2124.915558194	2127.041354575	2.125796381
优化后异步执行耗时操作	4186.436835246	4186.908777335	0.471942089

可见阶段时长已缩短，故避免在AbilityStage生命周期回调接口进行耗时操作对缩短AbilityStage生命周期阶段耗时是有效的。

4、缩短Ability生命周期阶段耗时

该阶段主要是Ability的启动生命周期，执行相应的生命周期回调。

避免在Ability生命周期回调接口进行耗时操作

在应用启动流程中，系统会执行Ability的生命周期回调函数。因此，不建议在这些回调函数中执行耗时过长的操作，耗时操作建议通过异步任务延迟处理或者放到其他线程执行。

在这些生命周期回调里，推荐开发者只做必要的操作，下面以UIAbility为例进行说明。关于UIAbility组件生命周期的详细说明。

const LARGE_NUMBER = 10000000;
const DELAYED_TIME = 1000;

export default class EntryAbility extends UIAbility {
  onCreate(want: Want, launchParam: AbilityConstant.LaunchParam): void {
    logger.info('Ability onCreate');
    // 耗时操作
    // this.computeTask();
    this.computeTaskAsync(); // 异步任务
  }

  onDestroy(): void {
    logger.info('Ability onDestroy');
  }

  onWindowStageCreate(windowStage: window.WindowStage): void {
    logger.info('Ability onWindowStageCreate');

    windowStage.loadContent('pages/Index', (err, data) => {
      if (err.code) {
        logger.error('Failed to load the content. Cause: ' + JSON.stringify(err) ?? '');
        return;
      }
      logger.info('Succeeded in loading the content. Data: ' + JSON.stringify(data) ?? '');
    });

    // 耗时操作
    // this.computeTask();
    this.computeTaskAsync(); // 异步任务
  }

  onWindowStageDestroy(): void {
    logger.info('Ability onWindowStageDestroy');
  }

  onForeground(): void {
    logger.info('Ability onForeground');
    // 耗时操作
    // this.computeTask();
    this.computeTaskAsync(); // 异步任务
  }

  onBackground(): void {
    logger.info('Ability onBackground');
  }

  computeTask(): void {
    let count = 0;
    while (count < LARGE_NUMBER) {
      count++;
    }
  }

  private computeTaskAsync(): void {
    setTimeout(() => { // 这里使用setTimeout来实现异步延迟运行
      this.computeTask();
    }, DELAYED_TIME);
  }
}

对比数据如下：

	阶段开始(秒)	阶段结束(秒)	阶段时长(秒)
优化前同步执行耗时操作	1954.987630036	1957.565964504	2.578334468
优化后异步执行耗时操作	4186.436835246	4186.908777335	0.471942089

可见阶段时长已缩短，故避免在Ability生命周期回调接口进行耗时操作对缩短Ability生命周期阶段耗时是有效的。

5、缩短加载绘制首页阶段耗时

该阶段主要是加载首页内容、测量布局、刷新组件并绘制。

自定义组件生命周期回调接口里避免耗时操作

自定义组件的生命周期变更会调用相应的回调函数。

aboutToAppear函数会在创建自定义组件实例后，页面绘制之前执行，以下代码在aboutToAppear中对耗时间的计算任务进行了异步处理，避免在该接口执行该耗时操作，不阻塞页面绘制。

以下为示例代码：

const LARGE_NUMBER = 10000000;
const DELAYED_TIME = 1000;

@Entry
@Component
struct Index {
  @State private text: string = "";
  private count: number = 0;

  aboutToAppear() {
    // 耗时操作
    // this.computeTask();
    this.computeTaskAsync(); // 异步任务
    let context = getContext(this) as Context;
    this.text = context.resourceManager.getStringSync($r('app.string.startup_text'));
  }

  build() {
    Column({ space: 10 }) {
      Text(this.text).fontSize(50)
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .padding(10)
  }

  computeTask(): void {
    this.count = 0;
    while (this.count < LARGE_NUMBER) {
      this.count++;
    }
    let context = getContext(this) as Context;
    this.text = context.resourceManager.getStringSync($r('app.string.task_text'));
  }

  // 运算任务异步处理
  private computeTaskAsync(): void {
    setTimeout(() => { // 这里使用setTimeout来实现异步延迟运行
      this.computeTask();
    }, DELAYED_TIME);
  }
}

对比数据如下：