App启动流程

Android App 启动流程是系统与应用协同工作的过程，按启动方式可分为 冷启动（首次启动，进程未创建）、热启动（进程已存在，仅重启 Activity）和 温启动（进程存在但 Activity 需重建），其中 冷启动流程最完整，也是优化的重点。以下以冷启动为例，详解从点击图标到界面显示的全流程：

冷启动核心流程（7 个关键步骤）

冷启动是 App 进程从无到有的过程，涉及 系统层（Zygote、AMS） 和 应用层（Application、Activity） 交互，步骤如下：

1. 用户触发启动（点击图标）

  • 用户点击 Launcher（桌面）上的 App 图标，Launcher 进程通过 Intent 向系统发送启动请求：

    // Launcher 内部逻辑（简化）
Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN);
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);
intent.setComponent(new ComponentName(packageName, activityName)); // 目标 App 的入口 Activity
startActivity(intent);

2. 系统层：AMS 接收并分配任务

  • AMS（ActivityManagerService）

    是系统核心服务，负责管理所有 Activity 生命周期。收到 Launcher 的请求后，AMS 会：

    1. 检查目标 App 的进程是否已存在：冷启动时进程不存在，进入下一步。
    2. 为 App 分配 任务栈（Task Stack）：每个 App 有独立任务栈，用于管理 Activity 跳转顺序。
    3. 向 Zygote 进程 发送创建新进程的请求。

3. 系统层：Zygote 孵化 App 进程

  • Zygote 是 Android 系统的 “进程孵化器”，所有 App 进程都是 Zygote 的子进程：
    1. Zygote 接收 AMS 的请求后，通过 fork() 系统调用创建新的 App 进程（pid 唯一）。
    2. 新进程继承 Zygote 的预加载资源（如 Android 框架类、常用库），避免重复加载，加快进程启动。
    3. 新进程启动后，会创建 ActivityThread（应用主线程的管理类，即 UI 线程），并调用其 main() 方法，标志 App 进程正式启动。

4. 应用层：初始化 Application 类

  • ActivityThread 的 main() 方法中，会先初始化 Application

    实例（全局唯一），执行以下逻辑：

    1. 创建 Application 对象：通过反射调用 Application 的无参构造函数。

    2. 调用 attachBaseContext(Context)：初始化 Context 基础信息（如资源管理器、包信息），早于 onCreate()。

    3. 调用 onCreate() ：执行 App 全局初始化逻辑（如第三方 SDK 初始化、全局变量赋值、网络 / 数据库配置）。

      ⚠️ 注意：

      onCreate() 运行在主线程，若执行耗时操作（如网络请求、大量计算），会直接导致启动延迟（黑白屏时间变长）。

5. 应用层：初始化入口 Activity

  • Application 初始化完成后，ActivityThread 开始初始化

    入口 Activity

    （即 Manifest 中配置 <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/> 的 Activity）：

    1. 创建 Activity 对象：反射调用 Activity 的无参构造函数。
    2. 执行 Activity 生命周期的早期方法：
      • attach(Context)：绑定 Context，初始化 Window、PhoneWindow 等组件。
      • onCreate(Bundle)：执行 Activity 初始化逻辑，核心是 setContentView(R.layout.xxx)（加载布局）。
      • onStart()：Activity 进入 “可见但不可交互” 状态。
      • onResume()：Activity 进入 “可见且可交互” 状态，此时系统开始绘制界面。

6. 绘制界面（首次绘制：First Draw）

  • onResume() 后，系统触发

    UI 绘制流程

    （Measure → Layout → Draw）：

    1. Measure：计算 View 树中每个 View 的宽高（如 match_parent 对应父 View 尺寸）。
    2. Layout：确定每个 View 在屏幕上的位置（坐标）。
    3. Draw：将 View 树绘制到屏幕（通过 Canvas 绘制背景、文字、图片等）。

    • 首次绘制完成后，App 界面正式显示在屏幕上，标志 “冷启动完成”。

      ⚠️ 注意：从 “点击图标” 到 “首次绘制” 的时间，称为冷启动耗时，是性能优化的核心指标（目标 < 2 秒）。

7. 后续生命周期（可选）

  • 界面显示后，Activity 会继续执行后续生命周期方法（如 onPostResume()），此时用户可与 App 交互（如点击按钮、滑动列表）。

热启动与温启动流程（简化版）

冷启动是 “全流程”，热启动和温启动因进程已存在，流程更短：

启动类型核心特点流程简化耗时对比
热启动进程、Application、Activity 均存在点击图标 → AMS 唤起 Activity → onResume()最快（< 500ms）
温启动进程、Application 存在，Activity 需重建点击图标 → 重建 Activity（onCreate() → onResume()）中等（500ms~1s）
冷启动进程、Application、Activity 均需创建全流程（7 步）最慢（1~3s）

关键注意点（影响启动速度的核心环节）

  1. Zygote 预加载：系统预加载框架类和资源，减少 App 进程初始化时间，开发者无法干预。
  2. Application.onCreate()：主线程耗时操作（如 SDK 初始化）是启动延迟的主要原因，需异步 / 延迟处理。
  3. Activity.onCreate()：setContentView() 加载复杂布局（如嵌套层级多、大图片）会增加绘制耗时，需简化布局。
  4. 首次绘制（First Draw）：只有完成首次绘制，用户才能看到界面，之前的 “黑白屏” 是系统的临时过渡窗口（见「App 黑白屏问题」）。

启动流程总结

冷启动流程可概括为：

用户点击 → 系统 AMS 调度 → Zygote 孵化进程 → 初始化 Application → 初始化 Activity → 绘制界面 → 交互

核心是 “系统层创建进程 → 应用层初始化组件 → 界面绘制” 三个阶段，优化启动速度需重点关注应用层的 Application 和 Activity 初始化，避免主线程耗时操作，同时通过自定义过渡窗口优化用户感知。

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Contributors: luokaiwen