啟動(dòng)時(shí)間的重要性

應(yīng)用性能和用戶參與度的相關(guān)性在許多應(yīng)用中都有所體現(xiàn)。用戶希望應(yīng)用響應(yīng)迅速且能快速加載，而啟動(dòng)時(shí)間就是衡量應(yīng)用性能和質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。

我們的一些合作伙伴已經(jīng)投入大量時(shí)間和資源來(lái)優(yōu)化應(yīng)用啟動(dòng)情況。例如，您可以閱讀了解 Facebook 的優(yōu)化歷程。

本文我們將討論基準(zhǔn)配置文件和其改善應(yīng)用和開(kāi)發(fā)庫(kù)性能的方式，包括它們?nèi)绾螌?dòng)時(shí)間縮短了最高 40%。雖然本文側(cè)重于應(yīng)用啟動(dòng)，但是基準(zhǔn)配置文件也可以極大改善卡頓情況。

回顧

Android 9 (API 級(jí)別 28) 在 Play Cloud 中引入了 ART 優(yōu)化配置文件，以縮短應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)間。在云配置文件可用時(shí)，我們看到應(yīng)用的冷啟動(dòng)在不同設(shè)備上平均快了至少 15%。

配置文件的工作原理

當(dāng)應(yīng)用在安裝或更新后首次啟動(dòng)時(shí)，它的代碼以解釋模式運(yùn)行，直到被 JIT。由于存儲(chǔ)和加載完全編譯的應(yīng)用所需的開(kāi)銷較大，自 Android 6 開(kāi)始，Java 和 Kotlin 代碼在 APK 中編譯為 dex 字節(jié)碼，而不是完全編譯為機(jī)器代碼。應(yīng)用中經(jīng)常被使用以及用于應(yīng)用啟動(dòng)的類和方法，都會(huì)被寫入配置文件。一旦設(shè)備進(jìn)入閑置模式，ART 就基于這些配置文件編譯應(yīng)用，以加快后續(xù)的應(yīng)用啟動(dòng)。

從 Android 9 (API 級(jí)別 28) 開(kāi)始，Google Play 也會(huì)提供云配置文件。當(dāng)應(yīng)用在設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，ART 生成的配置文件由 Play 商店應(yīng)用上傳并在云端聚合。為應(yīng)用上傳了足夠的配置文件后，Play 應(yīng)用將使用聚合的配置文件來(lái)進(jìn)行后續(xù)的安裝。

存在的問(wèn)題

雖然云配置文件在可用時(shí)很有幫助，但并非總是在應(yīng)用安裝后即可使用。收集和聚合配置文件通常要幾天時(shí)間，而許多應(yīng)用會(huì)每周更新，這就是問(wèn)題所在。而且許多用戶會(huì)在云配置文件可用之前安裝更新。Google Android 團(tuán)隊(duì)開(kāi)始尋找其他方法來(lái)改善配置文件延遲。

解決方案

基準(zhǔn)配置文件是提供配置文件的一個(gè)全新機(jī)制，可在 Android 7 (API 級(jí)別 24) 和更高版本上使用?；鶞?zhǔn)配置文件是由 Android Gradle 插件生成的 ART 配置文件，使用可由應(yīng)用和庫(kù)提供的人類可讀懂的配置文件格式。示例如下:?

HSPLandroidx/compose/runtime/ComposerImpl;->updateValue(Ljava/lang/Object;)VHSPLandroidx/compose/runtime/ComposerImpl;->updatedNodeCount(I)IHLandroidx/compose/runtime/ComposerImpl;->validateNodeExpected()VPLandroidx/compose/runtime/CompositionImpl;->applyChanges()VHLandroidx/compose/runtime/ComposerKt;->findLocation(Ljava/util/List;I)I

二進(jìn)制文件存儲(chǔ)在 APK 資源目錄中的特定位置 (assets/dexopt/baseline.prof)。

基準(zhǔn)配置文件在構(gòu)建時(shí)創(chuàng)建，作為 APK 的一部分發(fā)送到 Play 中，然后在下載應(yīng)用時(shí)，從 Play 發(fā)送至用戶?；鶞?zhǔn)配置文件在云配置文件尚不可用時(shí)，填補(bǔ)了 ART 云配置文件流水線中的空白，在云配置文件可用時(shí)，則會(huì)自動(dòng)與其合并。基準(zhǔn)配置文件最大的優(yōu)勢(shì)之一是可以在本地開(kāi)發(fā)和評(píng)估，這樣開(kāi)發(fā)者可以看到真實(shí)的最終用戶性能改進(jìn)情況。它們還支持較低的 Android 版本 (7 和更高版本)，而云配置文件只在 Android 9 及以上版本中提供。

影響

應(yīng)用開(kāi)發(fā)者

2021 年初，Google 地圖的發(fā)布周期從兩周改為一周。更頻繁的更新意味著更頻繁地舍棄本地預(yù)編譯，以及更多用戶在沒(méi)有 Play Cloud 配置文件的情況下，遇到啟動(dòng)緩慢的情況。通過(guò)使用基準(zhǔn)配置文件，Google 地圖將平均啟動(dòng)時(shí)間縮短了 30%，搜索速度相應(yīng)增長(zhǎng)了 2.4%，對(duì)于這樣一個(gè)成熟的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這是巨大的性能改進(jìn)。

庫(kù)開(kāi)發(fā)者

庫(kù)中的代碼與應(yīng)用中的代碼類似，默認(rèn)都不是完全編譯，如果它在啟動(dòng)的關(guān)鍵路徑中發(fā)揮重要作用，則可能存在問(wèn)題。

Jetpack Compose 是一個(gè)不屬于 Android 系統(tǒng)映像的界面庫(kù)，因此與大多數(shù) Android 視圖工具包代碼不同，它在安裝時(shí)并未完全編譯。這導(dǎo)致了性能問(wèn)題，尤其是在應(yīng)用前幾次冷啟動(dòng)時(shí)。

為解決這一問(wèn)題，Compose 使用了配置文件安裝程序。該程序附帶了基準(zhǔn)配置文件規(guī)則，可以縮短 Compose 應(yīng)用的啟動(dòng)時(shí)間并減少卡頓。

Google Play 商店的搜索結(jié)果頁(yè)已經(jīng)使用 Compose 進(jìn)行重寫。在集成 Compose 的基準(zhǔn)配置文件規(guī)則后，渲染初始搜索結(jié)果頁(yè) (包括圖像) 的時(shí)間縮短了約 40%。

Android 團(tuán)隊(duì)還將基準(zhǔn)配置文件添加到了相關(guān)的 AndroidX 庫(kù)。這可讓所有使用這些庫(kù)的 Android 應(yīng)用受益。ConstraintLayout 發(fā)現(xiàn)附帶的配置文件規(guī)則將動(dòng)畫幀時(shí)間縮短了超過(guò) 1 毫秒。

如何使用基準(zhǔn)配置文件

創(chuàng)建自定義基準(zhǔn)配置文件

所有應(yīng)用和庫(kù)開(kāi)發(fā)者都可以從添加基準(zhǔn)配置文件中獲益。理想狀態(tài)下，開(kāi)發(fā)者為最關(guān)鍵的用戶旅程創(chuàng)建配置文件，來(lái)確保不管云配置文件是否可用，這些旅程都擁有始終快速的性能。您可以查看詳細(xì)指南，了解如何為應(yīng)用和庫(kù)開(kāi)發(fā)者設(shè)置基準(zhǔn)配置文件。

更新依賴項(xiàng)

如果您還未準(zhǔn)備好為應(yīng)用生成基準(zhǔn)配置文件，您仍然可以受益于更新依賴項(xiàng)。如果您使用 Android Gradle 插件 7.1.0-alpha05 或更高版本構(gòu)建應(yīng)用，您將獲得包含在 APK 中的基準(zhǔn)配置文件，這些配置文件已經(jīng)由庫(kù) (例如 Jetpack) 提供。Google Play 在安裝時(shí)借助這些配置文件編譯應(yīng)用。您可以將這些配置文件作為構(gòu)建應(yīng)用的補(bǔ)充部分。

衡量改進(jìn)情況

不要忘記衡量應(yīng)用改進(jìn)情況。您可以按照步驟操作，了解如何在本地衡量使用生成的配置文件的啟動(dòng)情況，也歡迎您持續(xù)關(guān)注我們了解更多最新內(nèi)容。

原文標(biāo)題：通過(guò)基準(zhǔn)配置文件改善應(yīng)用性能

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審核編輯：湯梓紅