Android开机速度优化简单回顾

Posted 2020-08-23 freshui

android的开机速度，基本上没人说快的，通常移植完系统后，马上要看的事情就是优化开机时间，以下是简单回忆以下以前做优化的那些事。

开机时间都花在哪？

优化开机时间，通常做的首先是那有有没有BUG，明显不合理的先解决，由于开发阶段稳定性问题，一些地方可能延时加的大，或者频率设的低，先记下来，后面定期还会再看。这些先不看的话，一般拿到机器，我们统计开机时间，主要看如下几个时间段分布：

1. 开机按键时间、亮屏时间(基本固定，除非弄错了，基本检查一遍确定)
2. uboot启动时间
3. 内核启动后到bootanim退出时间

这里我们主要关注的是第三个，也是优化的重点。这部分时间，具体都在干啥，瓶颈是哪，可以通过bootchart很清楚的看到。以下结合以前抓的图，简要说一下（图是很久之前抓的，比较懒，没有再跑一遍过程）

上图中bootanim的退出时间没有截出来，实际图是有的，大约是33s的时候结束。

这里分析时，我们是分了几个时间段：

1. 内核开始启动，到init进程开始执行。这个可以通过log看到。
2. init进程执行，主要是处理init.rc中的命令，到core和mainl类服务开始启动的时间，上图中可以看到，服务大体都在一个时间点起来的，约7.5S时，这之前的一大段空窗期，也是要重点看的
3. zygote启动时间
4. systemserver中各个服务启动时间
5. 应用启动(systemui/launcher/keyguard..)

以上，具体分析看每段时间：

第一点另外处理，具体分析打印看是否有异常，这个值一般是很小的，不合理要和BSP同事一起查一下原因。

第二个主要是init.rc执行各种命令，这个可以通过在execute_one_command函数中统计测量 ，比如大于100ms的命令打印出来，再分析定位原因，这里命令执行时间长基本算BUG，要和BSP工程师一起解决。

第三点主要zygote启动问题，主要慢的原因，是加载资源和类库，这个要读nand，一般卡的时间比较长，图中可以看到，zygote进程一溜的小粉红，说明IO较多。这个preload过程消耗的时间，在logcat的log中，也会打印的，一般来说，都是在近10S左右。

第四个，zygote初始化完后，会fork system_server。 system_server进程启动，耗时也是较长的。根据以前统计分析的结果，这里的服务启动，基本上都是花在packageManagerService的PackageScan中，这又是一个读文件，卡在文件读取中，时间长短，和预制app及安装的app数量有关

第五个时间，是基本都准备ready后，启动launcher等应用了，启动完成后，systemServer请求SurfaceFlinger杀了bootanimation，就启动完成了。

以上时间中，主要要优化的，还是第三步和第四步的IO慢问题，其他可优化的不多。比如CPU，常开四核performance模式启动，也并没提升多少，一般我们就不管了这个了。

咋优化？

确定优化方向后主要看怎么优化这两段耗时的地方：

1. Zygote的preload 资源和class

2. PackageManagerService的包扫描

这里的第一个，最早之前有人直接是去掉preload或删减，虽然可以加快一点开机速度，但是捡了芝麻丢了西瓜，根本不能这样干~

我们最早做的实现方式，是将preload做并行处理，毕竟现在都是多核处理器了，而且是preload是加载后还要解析处理的，并行会有一定幅度提升。

对于包扫描，这个不好拆成并行任务，不像preload那么简单干净。考虑过将PackageManager的信息序列化后存起来，下次开机就不扫了，不过看起来改动有点大，不太好搞，也放弃了。

最后我们的实现的方式，就是linux上用的较多的readahead机制。具体实现细节就不展开说了，原理就是：

1. 统计开机过程中，读取的块数据信息，记录下来保存

2.再次开机，通过记录下来的块数据读取信息，直接起一个服务，预先开始读，zygote或packagemanagerservice要读文件的时候，文件数据已经在cache中了。

实际用下来，这一招特别好，优化非常明显。以下是实现了一个readahead后的bootchart图：

可以看到：

1. zygote和system_server都提速了

2. zygote和system_server的IO时间，都降低非常大

3. 主要IO时间，跑到readahead进程中去了。

不过，以上实现，还是有可优化的地方：

1. readahead进程可以再提前，在system分区挂载后立刻启动，这样zygote中的IO应该可以再减小

2. 对system_server的IO，此时readahead已经结束了，按理不应该有了，这里还是有IO，这一般是后装apk导致，这个可以把readahead做的更健壮一些，不要只学习开始的一两次。

其他NB的优化

另外还有一个很NB的技术，就是STD。这个我们也搞过，花费了大量的人力物力。STD开机时间，不算上uboot时间的话，基本都是在10S内，5~8S之间。不过这么NB的技术，目前基本上也是废弃了，用起来问题也挺多的：

1. 开机时间少了，关机时间拉长。

    由于是STD(Suspend to Disk)，关机时需要将内存数据写入nand，这块也是挺麻烦的事情

2. 稳定性

    本身STD弄起来就比较复杂，BUG挺多的，另外使用STD，就相当于永不关机了，这也太考验系统软件的稳定性了...

3. 没毛用

   一开始还能忽悠客户，不过后来也没人怎么关心这个feature了，平白给自己找活干，大家都不乐意使能它了