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    Android提高啟動速度的實現方法 
    http://blog.chinaunix.net/uid-25838286-id-3066799.html

    首先看一下Android系統的啟動流程:

    bootloader 
              引導程序

    kernel 
             內核

    init 
              init
    初始化(這個大家都比較熟悉了,不要多說)

        • loads several daemons and services, including zygote
        • see /init.rc and init.<platform>.rc
    zygote 

    這個是占用時間最多的,重點修理對象
        • preloads classes 
          裝載了一千多個類,媽呀!!!
        • starts package manager 掃描package(下面詳細介紹)

    service manager

        • start services (啟動多個服務)

    從實際的測試數據來看,有兩個地方時最耗時間的,一個是zygote的裝載一千多個類和初始化堆棧的過程,用了20秒左右。另一個是掃描

    /system/app,
        /system/framework,
        /data/app,
        /data/app-private.

    這幾個目錄下面的package用了大概10秒,所以我們重點能夠修理的就是這兩個老大的。

    一、首先是調試工具的使用,可以測試哪些類和那些過程占用了多少時間,

    主要工具為

    stopwatch

    Message loggers

    grabserial 

    printk times

    logcat 

    Android自帶

    bootchart 

    strace

        AOSP的一部分(Eclair及以上版本)

    使用例子

    在init.rc中為了調試zygote


    service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server改為
    service zygote /system/xbin/strace -tt -o/data/boot.strace /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
     


    method tracer*

    ftrace*

    詳細使用可看提供的文檔和網頁介紹

    上面的工具如果不用詳細的分析不一定都用到,也可以使用logcat就可以,在代碼中加一點計算時間和一些類的調試信息也可以達到很好效果。

    二、zygote 裝載1千多個類

    首先,我們可以添加一點調試信息,以獲得具體轉載情況。

    diff --git a/core/java/com/Android/internal/os/ZygoteInit.java b/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
    index 404c513..f2b573c 100644
    --- a/core/java/com/Android/internal/os/ZygoteInit.java
    +++ b/core/java/com/Android/internal/os/ZygoteInit.java
    @@ -259,6 +259,8 @@ public class ZygoteInit {
             } else {
                 Log.i(TAG, "Preloading classes...");
                 long startTime = SystemClock.uptimeMillis();
    +            long lastTime = SystemClock.uptimeMillis();
    +            long nextTime = SystemClock.uptimeMillis();

                 // Drop root perms while running static initializers.
                 setEffectiveGroup(UNPRIVILEGED_GID);
    @@ -292,12 +294,24 @@ public class ZygoteInit {
                             if (Config.LOGV) {
                                 Log.v(TAG, "Preloading " + line + "...");
                             }
    +                        //if (count%5==0) {
    +                        //    Log.v(TAG, "Preloading " + line + "...");
    +                        //}
    +                        Log.v(TAG, "Preloading " + line + "...");
                             Class.forName(line);
    +              nextTime = SystemClock.uptimeMillis();
    +   if (nextTime-lastTime >50) {
    +       Log.i(TAG, "Preloading " + line + "... took " + (nextTime-lastTime) + "ms.");
    +   }
    +   lastTime = nextTime;
    +   
                             if (Debug.getGlobalAllocSize() > PRELOAD_GC_THRESHOLD) {
                                 if (Config.LOGV) {
                                     Log.v(TAG,
                                         " GC at " + Debug.getGlobalAllocSize());
                                 }
    +                            Log.i(TAG,
    +                               " GC at " + Debug.getGlobalAllocSize());
                                 runtime.gcSoftReferences();
                                 runtime.runFinalizationSync();
                                 Debug.resetGlobalAllocSize();

    上面+代表添加的代碼,這樣就可以很容易的得到在裝載類的過程中具體裝載了哪些類,耗費了多久。具體裝載的類在文件platform/frameworks/base/      preloaded-classes

    內容類似:

    Android.R$styleable
    Android.accounts.AccountMonitor
    Android.accounts.AccountMonitor$AccountUpdater
    Android.app.Activity
    Android.app.ActivityGroup
    Android.app.ActivityManager$MemoryInfo$1
    Android.app.ActivityManagerNative
    Android.app.ActivityManagerProxy
    Android.app.ActivityThread
    Android.app.ActivityThread$ActivityRecord
    Android.app.ActivityThread$AppBindData
    Android.app.ActivityThread$ApplicationThread
    Android.app.ActivityThread$ContextCleanupInfo
    Android.app.ActivityThread$GcIdler
    Android.app.ActivityThread$H
    Android.app.ActivityThread$Idler

    而這個文件是由文件WritePreloadedClassFile.java中的WritePreloadedClassFile類自動生成

    /**


    * Writes /frameworks/base/preloaded-classes. Also updates


    * {@link LoadedClass#preloaded} fields and writes over compiled log file.


    */

    public class WritePreloadedClassFile

        /**

         * Preload any class that take longer to load than MIN_LOAD_TIME_MICROS us.

         */

    static final int MIN_LOAD_TIME_MICROS = 1250;//這個代表了裝載時間小于1250us1.25ms的類將不予裝載,也許可以改這個參數減少一下類的裝載


    //
    這里可以看到什么樣的類會被裝載


    A:
    啟動必須裝載的類,比如系統級的類


    B
    :剛才說的裝載時間大于1.25ms的類


    C
    :被使用一次以上或被應用裝載的類

    仔細看看篩選類的具體實現,可以幫助我們認識哪些類比較重要,哪些可以去掉。

    篩選規則是

    第一  isPreloadable,

        /**Reports if the given class should be preloaded. */
        public static boolean isPreloadable(LoadedClass clazz) {

            return clazz.systemClass && !EXCLUDED_CLASSES.contains(clazz.name);

        }

    意思是指除了EXCLUDED_CLASSES包含的類之外的所有系統裝載的類。

    EXCLUDED_CLASSES包含

        /**
         * Classes which we shouldn't load from the Zygote.
         */
        private static final Set<String> EXCLUDED_CLASSES
                = new HashSet<String>(Arrays.asList(
            // Binders
            "Android.app.AlarmManager",
            "Android.app.SearchManager",
            "Android.os.FileObserver",
            "com.Android.server.PackageManagerService$AppDirObserver",

            // Threads
            "Android.os.AsyncTask",
            "Android.pim.ContactsAsyncHelper",
            "java.lang.ProcessManager"
        ));

    目前是跟Binders跟Threads有關的不會被預裝載。



    第二   clazz.medianTimeMicros() > MIN_LOAD_TIME_MICROS裝載時間大于1.25ms。

    第三  names.size() > 1 ,既是被processes一次以上的。

    上面的都是指的system class,另外還有一些application class需要被裝載

    規則是fromZygote而且不是服務

    proc.fromZygote() && !Policy.isService(proc.name)


    fromZygote指的除了com.Android.development的zygote類

        public boolean fromZygote() {
            return parent != null && parent.name.equals("zygote")
                    && !name.equals("com.Android.development");
        }


    /除了常駐內存的服務


        /**
         * Long running services. These are restricted in their contribution to the 
         * preloader because their launch time is less critical.
         */
        // TODO: Generate this automatically from package manager.
        private static final Set<String> SERVICES = new HashSet<String>(Arrays.asList(
            "system_server",
            "com.google.process.content",
            "Android.process.media",
            "com.Android.bluetooth",
            "com.Android.calendar",
            "com.Android.inputmethod.latin",
            "com.Android.phone",
            "com.google.Android.apps.maps.FriendService", // pre froyo
            "com.google.Android.apps.maps:FriendService", // froyo
            "com.google.Android.apps.maps.LocationFriendService",
            "com.google.Android.deskclock",
            "com.google.process.gapps",
            "Android.tts"
        ));

    好了。要轉載的就是這些類了。雖然preloaded- classes是在下載源碼的時候已經確定了的,也就是對我們來說WritePreloadedClassFile類是沒用到的,我們可以做的就是在 preloaded-classes文件中,把不預裝載的類去掉,試了把所有類去掉,啟動確實很快跳過那個地方,但是啟動HOME的時候就會很慢了。所以最好的方法就是只去掉那些沒怎么用到的,不過要小心處理。至于該去掉哪些,還在摸索,稍后跟大家分享。有興趣的朋友可以先把preloaded- classes這個文件里面全部清空,啟動快了很多,但在啟動apk的時候會慢了點。當然了,也可以把Android相關的類全部去掉,剩下java的類,試過了也是可以提高速度。

    三,系統服務初始化和package 掃描


    在啟動系統服務的init2()時會啟動應用層(Java層)的所有服務。

        public static void main(String[] args) {
       

            System.loadLibrary("Android_servers");
            init1(args); //init1 初始化,完成之后會回調init2()
        }



    在init2()中會啟動一個線程來啟動所有服務

    public static final void init2() {
            Log.i(TAG, "Entered the Android system server!");
            Thread thr = new ServerThread();
            thr.setName("Android.server.ServerThread");
            thr.start();
        }



    class ServerThread extends Thread {

    。。。

    public void run() {

    。。。

    關鍵服務:

      ServiceManager.addService("entropy", new EntropyService());

    ServiceManager.addService(Context.POWER_SERVICE, power);

       context = ActivityManagerService.main(factoryTest);

      ServiceManager.addService("telephony.registry", new TelephonyRegistry(context));


        PackageManagerService.main(context,
                        factoryTest != SystemServer.FACTORY_TEST_OFF);//apk掃描的服務

       ServiceManager.addService(Context.ACCOUNT_SERVICE,
                            new AccountManagerService(context));

             ContentService.main(context,
                        factoryTest == SystemServer.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL);

           battery = new BatteryService(context);
                ServiceManager.addService("battery", battery);


            hardware = new HardwareService(context);
                ServiceManager.addService("hardware", hardware);

              AlarmManagerService alarm = new AlarmManagerService(context);
                ServiceManager.addService(Context.ALARM_SERVICE, alarm);

    ServiceManager.addService(Context.SENSOR_SERVICE, new SensorService(context));


    WindowManagerService.main(context, power,
                        factoryTest != SystemServer.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL);
                ServiceManager.addService(Context.WINDOW_SERVICE, wm);


    上面這些都是關鍵服務,不建議進行裁剪。


    下面的這些不是很關鍵,可以進行裁剪,當是必須相應的修改framework部分的代碼,工作量比較大和復雜。我去掉了20個服務,大概需要相應修改大概20多個文件。



                    statusBar = new StatusBarService(context);
                    ServiceManager.addService("statusbar", statusBar);
           
                    ServiceManager.addService("clipboard", new ClipboardService(context));
           
                    imm = new InputMethodManagerService(context, statusBar);
                    ServiceManager.addService(Context.INPUT_METHOD_SERVICE, imm);
           
                    ServiceManager.addService("netstat", new NetStatService(context));
           
                    connectivity = ConnectivityService.getInstance(context);


                    ServiceManager.addService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE, connectivity);
                       ServiceManager.addService(Context.ACCESSIBILITY_SERVICE,
                          new AccessibilityManagerService(context));
            
                    notification = new NotificationManagerService(context, statusBar, hardware);
                    ServiceManager.addService(Context.NOTIFICATION_SERVICE, notification);
          


                    ServiceManager.addService("mount", new MountService(context));
       


                    ServiceManager.addService(DeviceStorageMonitorService.SERVICE,
                            new DeviceStorageMonitorService(context));
          
                    ServiceManager.addService(Context.LOCATION_SERVICE, new LocationManagerService(context));
          


                    ServiceManager.addService( Context.SEARCH_SERVICE, new SearchManagerService(context) );
       

                if (INCLUDE_DEMO) {
                    Log.i(TAG, "Installing demo data...");
                    (new DemoThread(context)).start();
                }


                    Intent intent = new Intent().setComponent(new ComponentName(
                            "com.google.Android.server.checkin",
                            "com.google.Android.server.checkin.CheckinService"));
            
                        ServiceManager.addService("checkin", new FallbackCheckinService(context));
       


                    wallpaper = new WallpaperManagerService(context);
                    ServiceManager.addService(Context.WALLPAPER_SERVICE, wallpaper);
           
         
                    ServiceManager.addService(Context.AUDIO_SERVICE, new AudioService(context));
           

                    headset = new HeadsetObserver(context);
       

      
                    dock = new DockObserver(context, power);
         

      
                    ServiceManager.addService(Context.BACKUP_SERVICE, new BackupManagerService(context));
        
                    ServiceManager.addService(Context.APPWIDGET_SERVICE, appWidget);

    package 掃描部分,整個流程為


    callstatic("com/Android/server/SystemServer","init2")
    init2()
    main(context, factoryTest)
    PackageManagerService(context, factoryTest)
    scanDirLI(dir, flags, mode)
    scanPackageLI(file, file resfile, flags, mode)
    parsePackage(file, dest filename, metrics, flags)
    parsePackage(file, dest, metrics, flags)
    openXmlResourceParser(cookie, filename) (“AndroidManifest.xml“)
    openXmlBlockAsset(cookie, filename)
    openXmlAssetNative(cookie, filename)
    Android_content_AssetManager_openXmlAssetNative
    openNonAsset(cookie, filename, flag)
    openNonAssetInPathLocked(filename, mode, asset_path)
    getZipFileLocked(asset_path)
    getZip(ap.path)
    get(path)
    getZip()
    SharedZip(path, modWhen)
    ZipFileRO::open(path)
    parseZipArchive(void)
    get4LE(ptr)
    (memory access)

    最終的zip文件(apk)讀取是在下面這兩個函數:


    /*
    * Open the specified file read-only.  We memory-map the entire thing and
    * close the file before returning.
    */
    status_t ZipFileRO::open(const char* zipFileName)
    {
        int fd = -1;
        off_t length;

        assert(mFileMap == NULL);


    LOGD("opening zip '%s'\n", zipFileName);

        /*
         * Open and map the specified file.
         */

        fd = ::open(zipFileName, O_RDONLY);


        if (fd < 0) {
            LOGW("Unable to open zip '%s': %s\n", zipFileName, strerror(errno));
            return NAME_NOT_FOUND;
        }

        length = lseek(fd, 0, SEEK_END);
        if (length < 0) {
            close(fd);
            return UNKNOWN_ERROR;
        }


        mFileMap = new FileMap();


        if (mFileMap == NULL) {
            close(fd);
            return NO_MEMORY;
        }


        if (!mFileMap->create(zipFileName, fd, 0, length, true)) {
            LOGW("Unable to map '%s': %s\n", zipFileName, strerror(errno));
            close(fd);
            return UNKNOWN_ERROR;
        }


        mFd = fd;

        /*
         * Got it mapped, verify it and create data structures for fast access.
         */
        if (!parseZipArchive()) {
            mFileMap->release();
            mFileMap = NULL;
            return UNKNOWN_ERROR;
        }


    LOGD("done opening zip\n");

        return OK;
    }


    /*
    * Parse the Zip archive, verifying its contents and initializing internal
    * data structures.
    */
    bool ZipFileRO::parseZipArchive(void)
    {


    #define CHECK_OFFSET(_off) {                                                \
            if ((unsigned int) (_off) >= maxOffset) {                           \
                LOGE("ERROR: bad offset %u (max %d): %s\n",                     \
                    (unsigned int) (_off), maxOffset, #_off);                   \
                goto bail;                                                      \
            }                                                                   \
        }


        const unsigned char* basePtr = (const unsigned char*)mFileMap->getDataPtr();
        const unsigned char* ptr;
        size_t length = mFileMap->getDataLength();
        bool result = false;
        unsigned int i, numEntries, cdOffset;
        unsigned int val;

        /*
         * The first 4 bytes of the file will either be the local header
         * signature for the first file (kLFHSignature) or, if the archive doesn't
         * have any files in it, the end-of-central-directory signature
         * (kEOCDSignature).
         */
        val = get4LE(basePtr);
        if (val == kEOCDSignature) {
            LOGI("Found Zip archive, but it looks empty\n");
            goto bail;
        } else if (val != kLFHSignature) {
            LOGV("Not a Zip archive (found 0x%08x)\n", val);
            goto bail;
        }

        /*
         * Find the EOCD.  We'll find it immediately unless they have a file
         * comment.
         */
        ptr = basePtr + length - kEOCDLen;

        while (ptr >= basePtr) {
            if (*ptr == (kEOCDSignature & 0xff) && get4LE(ptr) == kEOCDSignature)
                break;
            ptr--;
        }
        if (ptr < basePtr) {
            LOGI("Could not find end-of-central-directory in Zip\n");
            goto bail;
        }

        /*
         * There are two interesting items in the EOCD block: the number of
         * entries in the file, and the file offset of the start of the
         * central directory.
         *
         * (There's actually a count of the #of entries in this file, and for
         * all files which comprise a spanned archive, but for our purposes
         * we're only interested in the current file.  Besides, we expect the
         * two to be equivalent for our stuff.)
         */
        numEntries = get2LE(ptr + kEOCDNumEntries);
        cdOffset = get4LE(ptr + kEOCDFileOffset);

        /* valid offsets are [0,EOCD] */
        unsigned int maxOffset;
        maxOffset = (ptr - basePtr) +1;

        LOGV("+++ numEntries=%d cdOffset=%d\n", numEntries, cdOffset);
        if (numEntries == 0 || cdOffset >= length) {
            LOGW("Invalid entries=%d offset=%d (len=%zd)\n",
                numEntries, cdOffset, length);
            goto bail;
        }

        /*
         * Create hash table.  We have a minimum 75% load factor, possibly as
         * low as 50% after we round off to a power of 2.
         */
        mNumEntries = numEntries;
        mHashTableSize = roundUpPower2(1 + ((numEntries * 4) / 3));
        mHashTable = (HashEntry*) calloc(1, sizeof(HashEntry) * mHashTableSize);

        /*
         * Walk through the central directory, adding entries to the hash
         * table.
         */
        ptr = basePtr + cdOffset;
        for (i = 0; i < numEntries; i++) {
            unsigned int fileNameLen, extraLen, commentLen, localHdrOffset;
            const unsigned char* localHdr;
            unsigned int hash;

            if (get4LE(ptr) != kCDESignature) {
                LOGW("Missed a central dir sig (at %d)\n", i);
                goto bail;
            }
            if (ptr + kCDELen > basePtr + length) {
                LOGW("Ran off the end (at %d)\n", i);
                goto bail;
            }

            localHdrOffset = get4LE(ptr + kCDELocalOffset);
            CHECK_OFFSET(localHdrOffset);
            fileNameLen = get2LE(ptr + kCDENameLen);
            extraLen = get2LE(ptr + kCDEExtraLen);
            commentLen = get2LE(ptr + kCDECommentLen);

            //LOGV("+++ %d: localHdr=%d fnl=%d el=%d cl=%d\n",
            //    i, localHdrOffset, fileNameLen, extraLen, commentLen);
            //LOGV(" '%.*s'\n", fileNameLen, ptr + kCDELen);

            /* add the CDE filename to the hash table */
            hash = computeHash((const char*)ptr + kCDELen, fileNameLen);
            addToHash((const char*)ptr + kCDELen, fileNameLen, hash);


          //  localHdr = basePtr + localHdrOffset;
          //  if (get4LE(localHdr) != kLFHSignature) {
               // LOGW("Bad offset to local header: %d (at %d)\n",
                 //   localHdrOffset, i);
              //  goto bail;
         //   }

            ptr += kCDELen + fileNameLen + extraLen + commentLen;
            CHECK_OFFSET(ptr - basePtr);
        }

        result = true;

    bail:
        return result;
    #undef CHECK_OFFSET
    }

     

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    posted on 2012-02-08 20:47 MEYE 閱讀(4151) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: Android3D
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