App Startup 源码分析

Posted 2022-12-13 静默加载

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了App Startup 源码分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

上篇文章非侵入式获取Context进行SDK初始化讲述了通过ContentProvider 进行 SDK 的初始化，文章末尾引出了 App Startup 。如果一个 app 依赖了很多需要初始化的 sdk ，如果都放在一个 ContentProvider 中会导致此 ContentProvider 代码数量增加。而如果每个sdk都采用同样的方式将会带来性能问题。App Startup可以有效解决这个问题。

Jetpack StartUp官网

集成

使用 startup 在你的 android App 或者 Android Library ，需要在你 build.gradle 添加下边依赖。

dependencies 
    implementation "androidx.startup:startup-runtime:1.0.0-alpha01"

接入

Apps 和 Library 通常依赖于应用程序启动时立即初始化组件。

我们可以通过使用 ContentProvider 初始化每个依赖关系来满足此需求，但是 ContentProvider 的实例化成本很高，并且可能不必要地减慢启动顺序。此外， ContentProvider 的初始化是无序的。

App Startup 提供了一种更高效的方法，可在应用程序启动时初始化组件并显式定义其依赖关系。

实现初始化组件

我们定义的每一个初始化组件必现实现 Initializer 接口，这个接口定义了两个方法：

public interface Initializer<T> 
    @NonNull
    T create(@NonNull Context paramContext);
    @NonNull
    List<Class<? extends Initializer<?>>> dependencies();

create() ，这个方法会包含组件初始话的所有的操作，最终会返回一个实例 T；
dependencies()，这个方法返回一组实现了 Initializer<T> 的类，这些都是当前组件初始化需要依赖的其他组件。可以使用此方法来控制应用程序在启动时运行初始化程序的顺序。

// Initializes WorkManager.
class WorkManagerInitializer extends Initializer<WorkManager> 
    @Override
    public WorkManager create(Context context) 
        Configuration configuration = Configuration.Builder().build();
        WorkManager.initialize(context, configuration);
        return WorkManager.getInstance(context);
    
    @Override
    public List<Class<Initializer<?>>> dependencies() 
        // No dependencies on other libraries.
        return emptyList();

WorkManagerInitializer 组件的初始化不需要依赖其他的组件。

// Initializes ExampleLogger.
class ExampleLoggerInitializer extends Initializer<ExampleLogger> 
    @Override
    public ExampleLogger create(Context context) 
        // WorkManager.getInstance() is non-null only after
        // WorkManager is initialized.
        return ExampleLogger(WorkManager.getInstance(context));
    
    @Override
    public List<Class<Initializer<?>>> dependencies() 
        // Defines a dependency on WorkManagerInitializer so it can be
        // initialized after WorkManager is initialized.
        return Arrays.asList(WorkManagerInitializer.class);

ExampleLoggerInitializer 组件的初始化需要依赖 WorkManagerInitializer 组件。

设置AndroidManifest条目

InitializationProvider 是被 App Startup 包含一组特殊的 Content Provider 。使用它能发现和调用组件的初始化。

InitializationProvider 可以通过在 AndroidManifest 中配置的 <meta-data> 发现初始化组件。

App Startup 通过调用 dependencies() 方法我们能发现其他的初始化组件。

<provider
    android:name="androidx.startup.InitializationProvider"
    android:authorities="$applicationId.androidx-startup"
    android:exported="false"
    tools:node="merge">
    <!-- This entry makes ExampleLoggerInitializer discoverable. -->
    <meta-data  android:name="com.example.ExampleLoggerInitializer"
          android:value="androidx.startup" />
</provider>

我们不需要在 AndroidManifest.xml 中添加 WorkManagerInitializer，因为 ExampleLoggerInitializer 是依赖于 WorkManagerInitializer 。

手动初始化组件

当您使用 App Startup时，InitializationProvider对象使用名为 AppInitializer的实体在应用程序启动时自动发现并运行组件初始化程序。

但如果不想应用程序启动的时候进行组件初始化，那么可以进行手动初始化。这称为延迟初始化，它可以帮助最小化启动成本。

您必须首先对要手动初始化的所有组件禁用自动初始化。

禁用单个组件的自动初始化

要禁用单个组件的自动初始化，请从清单中删除该组件的初始化程序的 <meta-data> 条目。

<provider
    android:name="androidx.startup.InitializationProvider"
    android:authorities="$applicationId.androidx-startup"
    android:exported="false"
    tools:node="merge">
    <meta-data android:name="com.example.ExampleLoggerInitializer"
              tools:node="remove" />
</provider>

您可以在条目中使用 tools:node="remove"而不是简单地删除条目，以确保合并工具还从所有其他合并清单文件中删除了条目。

禁用组件的自动初始化，也会禁用该组件的依赖项的自动初始化。

禁用所有组件的自动初始化

要禁用所有自动初始化，请从清单中删除 InitializationProvider 的整个条目：

<provider
    android:name="androidx.startup.InitializationProvider"
    android:authorities="$applicationId.androidx-startup"
    tools:node="remove" />

手动调用组件初始化程序

如果为组件禁用了自动初始化，则可以使用 AppInitializer 手动初始化该组件及其依赖项。

例如，以下代码调用 AppInitializer 并手动初始化 ExampleLogger 。

AppInitializer.getInstance(context)
    .initializeComponent(ExampleLoggerInitializer.class);

由于 WorkManager 是 ExampleLogger 的依赖项，因此 App Startup 也将初始化 WorkManager 。

运行Lint检查

App Startup 库包含一组 lint 规则，可用于检查是否已正确定义了组件初始化程序。您可以通过从命令行运行 ./gradlew：app：lintDebug 来执行这些 lint 检查。

源码分析

先看一下源码的 aar 结构。

lint.jar

提供 App Startup 进行语义检查，本次不做分析。

Androidmanifest.xml

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    package="androidx.startup" >
    <uses-sdk
        android:minSdkVersion="14"
        android:targetSdkVersion="29" />
    <application>
        <provider
            android:name="androidx.startup.InitializationProvider"
            android:authorities="$applicationId.androidx-startup"
            android:exported="false"
            tools:node="merge" />
    </application>
</manifest>

我们可以看到该库兼容最小的 Android 版本为 14，该库当前适配的版本为 19 。

另一个就是自己注册的 InitializationProvider 。

InitializationProvider

App Startup 的开始就是 InitializationProvider 的启动，我们从 InitializationProvider 这个进行分析就可以。

public final class InitializationProvider extends ContentProvider 
    public boolean onCreate() 
        Context context = getContext();
        if (context != null) 
            AppInitializer.getInstance(context).discoverAndInitialize();
         else 
            throw new StartupException("Context cannot be null");
        
        return true;
    
    /***其他代码省略***/

这里我们可以到 InitializationProvider 内部最终还是调用的 AppInitializer 进行初始化，这里只不过是利用了 ContentProvider 的自动启动而已。

AppInitializer

这个类算不算是 App Startup 这个库的核心我不是很清楚。

他是整个库的代码核心；
他不是核心因为实现真的很简单，App Startup 这个库再我看来InitializationProvider 更有可取之处；

public final class AppInitializer 
    private static final String SECTION_NAME = "Startup";
    private static AppInitializer sInstance;//单例
    private static final Object sLock = new Object();
    @NonNull
    final Map<Class<?>, Object> mInitialized;//组件只有一次初始化
    @NonNull
    final Context mContext;//application的上下文环境
    AppInitializer(@NonNull Context context) 
        this.mContext = context.getApplicationContext();
        this.mInitialized = new HashMap<>();
    
    @NonNull
    public static AppInitializer getInstance(@NonNull Context context) //DCL单例
        synchronized (sLock) 
            if (sInstance == null)
                sInstance = new AppInitializer(context);
            return sInstance;
        
    
    @NonNull
    public <T> T initializeComponent(@NonNull Class<? extends Initializer<T>> component) 
        return doInitialize(component, new HashSet<>());
    
  	//进行组件初始化
    @NonNull
    <T> T doInitialize(@NonNull Class<? extends Initializer<?>> component, @NonNull Set<Class<?>> initializing) 
        //防止多线程并发
        synchronized (sLock) 
            boolean isTracingEnabled = Trace.isEnabled();
            try 
                Object result;
                if (isTracingEnabled)
                    Trace.beginSection(component.getSimpleName());
								//首先判断该组件是正在进行初始化，如果是那么抛异常
                if (initializing.contains(component)) 
                    String message = String.format("Cannot initialize %s. Cycle detected.", new Object[]  component
                            .getName() );
                    throw new IllegalStateException(message);
                
                //首先判断该组件是否进行过初始化，如果已经初始化那么直接返回
                if (!this.mInitialized.containsKey(component)) 
                    initializing.add(component);//加入正在初始化的容器做记录
                    try 
                        Object instance = component.getDeclaredConstructor(new Class[0]).newInstance(new Object[0]);//反射进行构造
                        Initializer<?> initializer = (Initializer)instance;
                        List<Class<? extends Initializer<?>>> dependencies = initializer.dependencies();//获取依赖的初始化组件
                        if (!dependencies.isEmpty())//如果依赖不为空，那么先初始化依赖组件
                            for (Class<? extends Initializer<?>> clazz : dependencies) 
                                if (!this.mInitialized.containsKey(clazz))
                                    doInitialize(clazz, initializing);
                            
                        //调用create获取组件初始化之后的实例
                        result = initializer.create(this.mContext);
                        initializing.remove(component);//从正在初始化的容器中移除
                        this.mInitialized.put(component, result);//加入已经初始化的容器做记录
                     catch (Throwable throwable) 
                        throw new StartupException(throwable);
                    
                 else 
                    result = this.mInitialized.get(component);
                
                return (T)result;
             finally 
                Trace.endSection();
            
        
    
		//获取InitializationProvider中注册的组件进行初始化
    void discoverAndInitialize() 
        try 
            Trace.beginSection("Startup");
            ComponentName provider = new ComponentName(this.mContext.getPackageName(), InitializationProvider.class.getName());
            ProviderInfo providerInfo = this.mContext.getPackageManager().getProviderInfo(provider, 128);
            Bundle metadata = providerInfo.metaData;
            String startup = this.mContext.getString(R.string.androidx_startup);
            if (metadata != null) 
                Set<Class<?>> initializing = new HashSet<>();
                Set<String> keys = metadata.keySet();
                for (String key : keys) 
                    String value = metadata.getString(key, null);
                    if (startup.equals(value)) 
                        Class<?> clazz = Class.forName(key);
                        if (Initializer.class.isAssignableFrom(clazz)) 
                            Class<? extends Initializer<?>> component = (Class)clazz;
                            doInitialize(component, initializing);
                        
                    
                
            
         catch (android.content.pm.PackageManager.NameNotFoundException|ClassNotFoundException exception) 
            throw new StartupException(exception);
         finally 
            Trace.endSection();

App Startup总结

优点：

解决了多个 sdk 初始化导致 Application 文件和 Mainfest 文件需要频繁改动，维护困难的问题。
方便了 sdk 开发者在内部处理 sdk 的初始化问题，并且可以和调用者共享一个 ContentProvider。
处理了 sdk 之间的依赖关系，有效解耦，方便协同开发；

缺点：

ContentProvider 的启动和反射构造 Initializer 在低版本系统中会有一定的性能损耗。
目前有些 sdk 的集成使用的就是 ContentProvider 这种无侵入试，多个 ContentProvider 此时有些浪费。
导致类文件增多，特别是有大量需要初始化的 sdk 存在时。
可能目前的版本还不是正式版，所以对 多线程 和 多进程 的考虑比较少。

文章到这里就全部讲述完啦，若有其他需要交流的可以留言哦_！！

想阅读作者的更多文章，可以查看我个人博客和公共号：

以上是关于App Startup 源码分析的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

深入探索Android 启动优化 - JetPack App Startup 使用及源码浅析

Jetpack 全家桶之 App Startup 看完源码后真不是你们说的那样

Tomcat源码解析-启动过程分析之主干流程

Tomcat7.0源码分析——启动与停止服务

Tomcat7.0源码分析——启动与停止服务原理

tomcat源码分析 Catalina