白屏原因分析-源码版本

2021-06-12

Android 性能优化

1. 冷启动流程与窗口初始化
1. 关键源码路径：
2. 视图渲染与首帧延迟
1. 关键源码路径：
3. 窗口背景与主题的源码逻辑
1. 关键源码路径：
4. 冷启动进程初始化
1. 关键源码路径：
源码角度的优化策略
总结

从 Android 源码角度分析 启动白屏现象，需要深入到 Activity 启动流程、窗口（Window）管理和视图渲染机制。以下是关键源码路径及白屏产生的原因解析：

1. 冷启动流程与窗口初始化

当应用冷启动时，系统会通过 ActivityThread 的 handleLaunchActivity() 创建 Activity 实例，并触发窗口初始化：

关键源码路径：

ActivityThread.handleLaunchActivity()
创建 Activity 实例，调用 performLaunchActivity()：

// ActivityThread.java
public Activity handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, ...) {
    // 1. 创建Activity实例
    final Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
    // 2. 调用Activity的onCreate()、onStart()、onResume()
    handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward, ..., r.pendingResults);
    return a;
}

Activity.performCreate()
执行 onCreate()，初始化布局和逻辑：

// Activity.java
final void performCreate(Bundle icicle) {
    onCreate(icicle); // 开发者重写的onCreate()
    // 其他初始化...
}

窗口初始化与背景绘制
在 Activity 启动过程中，系统会为 Activity 创建 PhoneWindow，并设置默认主题背景：

// Activity.java
final void attach(...) {
    mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
    mWindow.setWindowControllerCallback(this);
    mWindow.setCallback(this);
    mWindow.setWindowManager(...);
    // 应用主题（包含windowBackground）
    mWindow.getDecorView().setBackgroundResource(...);
}

白屏触发点：在 onCreate() 完成前，系统会先绘制窗口的默认背景（即 windowBackground），若此时主线程因耗时操作阻塞，导致视图（DecorView）未及时渲染，系统会持续显示 windowBackground 定义的背景（默认白色）。

2. 视图渲染与首帧延迟

即使 Activity 的 onCreate() 完成，视图的真正渲染（首帧显示）仍需通过 ViewRootImpl 和 Choreographer 完成：

关键源码路径：

ViewRootImpl.performTraversals()
触发视图的测量（Measure）、布局（Layout）、绘制（Draw）：

// ViewRootImpl.java
private void performTraversals() {
    // 1. 测量
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    // 2. 布局
    performLayout(lp, mWidth, mHeight);
    // 3. 绘制
    if (!cancelDraw && !newSurface) {
        performDraw();
    }
}

Choreographer 与 VSYNC 信号
视图渲染依赖 Choreographer 接收 VSYNC 信号后提交帧：
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// Choreographer.java
public void postFrameCallback(FrameCallback callback) {
postFrameCallbackDelayed(callback, 0);
}
- 白屏触发点：若主线程在 onCreate() 或 onResume() 中有耗时操作，导致 performTraversals() 延迟执行，首帧无法及时提交，系统将持续显示窗口背景（即白屏）。

3. 窗口背景与主题的源码逻辑

系统通过 PhoneWindow 的 DecorView 加载窗口背景：

关键源码路径：

PhoneWindow.installDecor()
初始化 DecorView 并设置背景：

// PhoneWindow.java
private void installDecor() {
    if (mDecor == null) {
        mDecor = generateDecor(-1);
        mDecor.setWindowBackground(mBackgroundDrawable); // 应用windowBackground
    }
}

主题背景的加载
在 generateDecor() 中通过 Context.getTheme() 加载主题资源：

// ContextThemeWrapper.java
public Resources.Theme getTheme() {
    if (mTheme == null) {
        mTheme = mResources.newTheme();
        mTheme.applyStyle(mThemeResource, true); // 应用主题样式
    }
    return mTheme;
}

白屏触发点：如果未自定义 windowBackground，系统默认使用白色背景。即使自定义了背景图，若主线程耗时导致视图渲染延迟，仍会短暂显示该背景。

4. 冷启动进程初始化

冷启动时，系统需要创建应用进程并初始化 Application：

关键源码路径：

ActivityManagerService.startProcess()
通过 Zygote 进程 fork 新应用进程：

// ActivityManagerService.java
final ProcessRecord startProcess(...) {
    Process.ProcessStartResult startResult = Process.start(...);
}

ActivityThread.main()
应用进程入口，绑定到 ActivityManagerService：

// ActivityThread.java
public static void main(String[] args) {
    Looper.prepareMainLooper();
    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    thread.attach(false);
    Looper.loop();
}

Application.onCreate()
开发者可能在此处初始化第三方库或耗时逻辑：
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// Application.java
public void onCreate() {
super.onCreate();
// 耗时操作会延长冷启动时间
}
- 白屏触发点：Application.onCreate() 中的耗时操作会延迟 Activity 的启动流程，延长白屏显示时间。

源码角度的优化策略

减少主线程阻塞
- 避免在 Application.onCreate() 或 Activity.onCreate() 中执行同步 I/O 或密集计算。
- 使用异步框架（如协程、RxJava）或延迟加载。

优化窗口背景

自定义 windowBackground 为启动图或品牌 Logo，提升用户体验：

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<style name="SplashTheme" parent="Theme.AppCompat">
    <item name="android:windowBackground">@drawable/splash_bg</item>
</style>

加速首帧渲染
- 使用 ViewStub 或异步布局加载（如 AsyncLayoutInflater）。
- 简化首屏布局层级，避免过度绘制。

利用 Android 12+ SplashScreen API

官方 API 可统一管理启动动画，避免手动处理主题切换：

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        val splashScreen = installSplashScreen()
        // 延迟加载内容
    }
}

总结

从源码角度看，白屏的根源在于 窗口背景的默认显示与首帧渲染的延迟。系统在 Activity 启动的早期阶段（onCreate() 完成前）会先绘制窗口背景，而主线程的耗时操作会阻塞视图的及时渲染，导致白屏时间延长。通过优化主题、减少主线程负载、加速首帧渲染，可显著改善这一问题。

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