安卓底层开发学习经验第十八期_zygote preload多线程

作者：繁依Fanyi0 | 2024-03-13 05:07:38

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zygote preload多线程

这一期我们学习 Zygote 在启动过程中的预加载分析与优化

下面我们来看一下我们 preload 加载资源的一个过程

我们加载资源分为三种，第一个就是preloadClasses 预加载我们的系统类，这个系统类定义的文件是在 frameworks/base/preloaded-classes ，我们加载的一个过程其实是 Class.forName 来真正的加载这个类，加载完之后我们就会在 zygote 中查找到这个类，这就是预加载的一个过程；第二个是我们要预加载一些资源，这个资源分为两种，第一个是我们的图片，第二个是我们一个颜色的设置，我们所说的图片以及颜色设置，它定义在我们的 frameworks/base/core/res/res/values/arrays.xml 中，当他编译生成 jar 包时，我们会把一些图片资源，以及一些颜色的定义全部生成相关的 xml ，然后我们可以在 zygote 启动的时候，使用 preloadResource() 把这些资源提前加载进来，在加载的过程中，我们会把它保存在一个全局变量中；第三个预加载就是加载我们的 OPengl 资源

下面我们来看一下我们预加载资源的目的是什么

首先我们知道我们的每一个APP 都是我们的 zygote 创建的，如果我们的 zygote 提前把我们所需要的一些系统的类，和 resource 全部加载完之后，当我们使用 fork 这个系统调用去创建一个子进程的时候，我们的子进程就会把这个系统资源，以及系统类全部继承过来，然后我们在调用 java 的方法再去启动我们的应用，这是我们就会发现我们新的应用已经把这两个资源给继承过来了，这样的话我们的应用就不会去重新加载我们的资源和我们的类了，这样我们就能提高应用的启动和运行速度，为什么说提高应用的启动和运行速度呢，说可以提高启动速度是因为，我们在启动一个应用的时候，不需要再去加载这些资源，这样就可以提高应用的启动速度了，因为我们加载这个资源和类，这个耗时是几秒钟的事，如果我们省去这一个步骤，不做预加载，那么启动应用的时候，它就会自己去找这些资源和类，如果在运行过程中再去找这些资源和类，那么他的运行速度肯定就会受到影响，这些资源是所有应用都需要的，所以说在 zygote 启动时把这些资源和类与加载进来，能提高应用的启动和运行速度

下面我们再来看一下 preloadClasses 他的一个过程

preloadClasses 其实就是导入我们类的一个配置文件，这个配置文件在我们的 frameworks/base 下面定义好了，他有我们系统里边的每一个类，然后把这个文件打开，然后把他读出来，在使用 Class.forName 把这些类加载到 zygote 中。

下面我们看一下他的具体实现过程，打开 frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java 这个文件，查找到 preloadClasses 这个方法

首先他会打开我们这个资源文件，这个资源文件的定义是在 frameworks/base/preloaded-classes 里边，我们可以打开它看一下，可以看到它里边使我们 Android 下的所有的类，这个 preloadClasses 所做的事情就是，把这些类提前加载进来。它加载的过程首先就是打开这个文件，然后把这个文件一条条的读进来，如果看到一个 # 号，那么说明这一行是不需要 load 的，如果不是 # 号，那么就会调用 Class.forName 把他加载进来，直到加载完成。在最后我们会打印一下加载时间，和加载了多少类，这个就是 preloadClasses 的一个过程

下面我们来看一下是如何加载我们系统资源的

我们加载系统资源分为两部分，第一是加载资源，第二是加载颜色的一些设置，首先调用的是preloadResource() 来加载系统资源，加载时我们会首先创建一个 resource ，然后把它赋值给我们的全局变量， mResource ，他用来保存我们系统的资源，加载资源时首先是 preloadDrawables() ，就是把刚才看到的所有的 xml 的所有文件给 load 进来，第二个就是加载一些颜色的设置，这个也在我们的 xml 中，我们来看一下代码的具体实现

他所的就是把我们com.android.internal.R.array.preloaded_drawables 给他 load 进来，我们来看一下这个文件，这个文件是在 frameworks/base/core/res/res/values/arrays.xml 中，打开它可以看到，这里面是一些图片文件，然后会把它预加载到这个 mResource 中， preloaded_drawables 所做的事情就是，把我们的图片资源使用 mResources.getDrawable 的方法把它加载进来，这就是我们加载资源的一个过程，然后会将我们加载资源的个数给显示出来，再加载我们预先设置好的颜色，加载颜色的过程也是一样的，它是用 mResources.getColourStateList 的方法，加载到我们的 mResources 中，这样就完成了图片和颜色的预加载

我们用 adb 来看一下我们预加载这些资源用的时间

我们可以看到总的时间大概是4 秒多，这个时间是在我们 Android 启动过程中所要花费的时间，所以 Android 手机启动慢就有这个方面的原因

下面我们来看一下如何利用我们的硬件资源来加快我们 load 的一个效率，我们可以看到，我们加载类的时间基本大于 2 秒，加载 Resource 的时间基本大于 1 秒，这时我们可以考虑采用多线程的方式去加载我们的类，和 Resource ，我们可以使用线程池的方法实现这个多线程加载

我们加载的过程首先是，在zygote 中创建一个线程池，这个线程池去实现一个类和资源的加载，当我们执行 preloadClass 时，将加载类的操作串行添加到线程池中，添加完之后我们去解析我们的 resource ，然后将我们 resource 中加载的资源操作串行的添加到我们的线程池中，然后就会等待线程池工作结束，当他工作完成之后，我们就可以知道，我们加载资源和类的一个过程已经完成了，完成之后就可以去做其他的操作了，如果说线程池的个数是 4 个，并且 CPU 也是 4 核的话，那么他的执行效率肯定比我们使用一个线程快很多，这就是用多线程的方法优化 zygote 的一个启动过程

下面我们来看一下我们使用多线程或者线程池优化的一个前提

我们使用多线程优化的实质是：使我们的 zygote 进程最大限度的抢占 CPU ，所以说我们的执行才能更快一些。

除了使用多线程优化之外呢，还有另一种方法，就是 BLCR ，这种方法现在还不成熟，有兴趣的朋友可以去了解一下

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