深入浅出 - Android系统移植与平台开发（六）－ 为Android启动加速

Android的启动速度一直以来是他的诟病，虽然现在Android设备的硬件速度越来越快，但是随着新版本的出现，其启动速度一直都比较慢，当然，作为程序员，我们是可以理解的，智能手机本身就要启动很多服务来支持应用的功能，并且Android系统大部分还是使用的Java语言编写的，必然要运行在Java虚拟机里，这也决定了它运行速度和启动速度都相对较慢。同时，Android系统为了在执行用户应用程序时提高用户体验，还做了一些预加载机制，这也牺牲了开机启动时间。

根据Android启动过程的分析可知，我们可以进行定制加速如下：

? 定制本地服务

? 定制Android系统服务

? 优化ZygoteInit的类预加载preloadClasses和资源预加载preloadResources机制

? PackageManagerService扫描、检查APK安装包信息

下面我们依次来分析其实现步骤。

1. 定制本地服务

由第二章，第2节可知，本地服务都是由C或C++编写，它们都执行在Linux空间，在init进程的启动过程中启动了很多本地服务，如果我们的设备中没有电话模块、蓝牙模块，我们可以将这些没用的本地服务在init.rc里注释掉。

396 #service ril-daemon /system/bin/rild

397# class main

398# socket rild stream 660 root radio

399# socket rild-debug stream 660 radio system

400# user root

401# group radio cache inet misc audio sdcard_rw log

435 service dbus /system/bin/dbus-daemon --system --nofork

436 class main

437 # socket dbus stream 660 bluetooth bluetooth

438 user bluetooth

439 group bluetooth net_bt_admin

441 #service bluetoothd /system/bin/bluetoothd -n

442 # class main

443 # socket bluetooth stream 660 bluetooth bluetooth

444 # socket dbus_bluetooth stream 660 bluetooth bluetooth

445 # init.rc does not yet support applying capabilities, so run as root and

446 # let bluetoothd drop uid to bluetooth with the right linux capabilities

447 # group bluetooth net_bt_admin misc

448 # disabled

重新编译system.img然后启动模拟器即可。

笔者做了对比，去掉上述几个本地服务与没有去掉本地服务，二者在开机时间上几乎没有减少多少，这也可以理解，因为本地服务就是几个程序，少执行和多执行几个程序对于总体开机时间没有多大影响，不过，去掉没有使用的本地服务，对整个系统性能来说，会有微不足道的提升。

如果去掉开机动画服务可以大大的提高系统的启动速度：

 无优化时的APK总计有50个，减少APK时APK只有5个，包扫描的时间减少了4秒，Android服务启动的时间减少了近10秒，整个系统的启动时间减少了15秒左右
在减少APK的情况下，然后将开机动画关闭了，本地服务启动时间略有减少，预加载类与资源时减少了近10秒，包扫描时间减少了0.5秒左右，Android服务启动时间减少近4秒，整个系统启动时间减少了近15秒。
由此可见，减少APK的数量关闭开机动画可以明显的提高Android的启动速度。
至于关闭其它本地服务对启动时间影响不大的原因，我的感觉是本地服务注册到Binder之后就等待框架客户端的连接，而关闭开机动画对启动速度影响之大，通过分析bootanim可知，在开启动画时要开启一个线程，mask图片在前面作为幕布，shine图片在后面每隔一定时间重新绘制一次，每次绘制时通过调用OPENGL的api调用2D加速来绘制图片，而我们使用的模拟器，全部操作通过软件来模拟，所以对系统怕启动速度影响比较大。如果在具体的设备上执行对启动速度的影响应该比这要小，具体硬件设备上优化，后续会有博文推出。

4. Android系统企业级定制
在做Android产品开发的过程中，经常会有客户说：“我们不想让我们的产品开机后看到Android系统的桌面，我们希望设备开机会直接进入我们自己的程序“。“我们的产品就是直接面对最终用户的，其它的无关的功能不需要。”比如说，之前我们开发的一款社区医疗软件，通过蓝牙和心电仪、血糖仪等采集外设通信，客户要求开机进入医疗软件，通过底层蓝牙通信，我们采用的就是定制的Android平板的桌面。
通常定制应用程序开机启动有两种实现方式：
?  接收系统启动广播：BOOT_COMPLETED，在广播接收器代码里实现应用程序的启动。
?  编写一个桌面程序，替换掉系统默认的Launcher应用。
第一种方式实现简单，但是这个应用程序是在Android系统桌面出现之后再启动的，不是真正意义上的产品定制，并且，如果当前的应用程序崩溃了退出后，会回到桌面上，当然我们可以实现崩溃后再次重新启动，但是，这终究不是真正意义上的定制。
第二种实现方式思路：当系统启动完毕之后，系统会发出一个Action为android.intent.action.MAIN，category为android.intent.category.HOME的Intent，默认系统的Launcher桌面会响应这个Intent，那么，我们可以编写一个应用程序，让它去响应这个Intent，然后我们将这个应用程序替换掉系统默认的Launcher桌面。系统重新启动之后，会自动启动我们自己的应用。但是，如果一些非法程序也响应这个Intent，那么照样不能达到客户的目的。这个时候，我们就要去修改系统框架代码，让Android系统启动完毕之后发送我们自己定义的Intent而不是公开的category为HOME的 Intent。
思路如下：
?  添加一个新的category：android.intent.category.FS_HOME
?  将框架里面所有发送android.intent.category.HOME的Intent全部改成android.intent.category.FS_HOME
category的定义文件在：
frameworks/base/core/java/android/content/Intent.java
2218     /**
2219      * This is the home activity, that is the first activity that is displayed
2220      * when the device boots.
2221      */
2222     @SdkConstant(SdkConstantType.INTENT_CATEGORY)
2223     public static final String CATEGORY_HOME = "android.intent.category.HOME";
 
在CATEGORY_HOME后面添加下面两行代码：
2224     @SdkConstant(SdkConstantType.INTENT_CATEGORY)
2225     public static final String CATEGORY_FS_HOME = "android.intent.category.FS_HOME";
 
通过grep CATEGORY_HOME frameworks/ -R命令查找所有使用CATEGORY_HOME的文件：
./frameworks/ex/carousel/test/src/com/android/carouseltest/TaskSwitcherActivity.java
./frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
./frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityRecord.java
./frameworks/base/services/java/com/android/server/UiModeManagerService.java
./frameworks/base/tests/StatusBar/src/com/android/statusbartest/NotificationTestList.java
./frameworks/base/policy/src/com/android/internal/policy/impl/PhoneWindowManager.java
./frameworks/base/policy/src/com/android/internal/policy/impl/RecentApplicationsDialog.java
./frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/recent/RecentTasksLoader.java
 
将文件里使用CATEGORY_HOME常量的地方全部改为CATEGORY_FS_HOME。
新建一个Android应用：MyLauncher，在其AndroidManifest.xml里，<intent-filter>标签里添加上响应CATEGORY_FS_HOME的代码：
<activity android:name=".MyLauncherActivity">
        <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.FS_HOME" />
                   <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
        </intent-filter>
</activity>
 
重新编译frameworks/base、frameworks/ex：
$ source build/envsetup.sh
$ make
重新运行模拟器，使用新编译的Android系统，可以看到系统启动起来就进入我们的MyLauncher应用，从实现实现桌面的替换。