'App startup time' 요약

안드로이드 개발자 문서의 App startup time (https://developer.android.com/topic/performance/vitals/launch-time) 페이지 내용 요약입니다.

0. 요약 정리

0.1 프로파일링

• “Displayed|Fully drawn” 으로 logcat 확인
• Android Studio의 Profiler의 “Start this recording on startup” 기능 활용해서 method sampling
• 직접 Trace 할 부분 지정해 놓고, Perfferto 로 확인

0.2 주요 해결책

• 별도의 쓰레드 사용 (Running Android tasks in background threads)
• 뷰 계층 간소화
• Hilt 사용
• App Startup library 사용
• 스플래시 스크린 사용

1. Understand app-start internals

앱 런치는 세 가지 종류가 있습니다. Cold는 맨 땅에서 시작하는 것이고, 나머지 둘은 백그라운드에서 돌고 있는 앱을 foreground로 가져옵니다.

최적화 작업은 cold start 상황을 염두하고 진행하세요. cold start를 최적화하면, warm/hot start도 빨라집니다.

1.1 Cold start

부팅 후 첫 실행이거나, kill 된 후 처음으로 실행하는 경우입니다.

cold start가 시작되면, 시스템은 아래 3가시 task를 수행합니다.

1. Loading and launching the app.
2. Displaying a blank starting window for the app immediately after launch
3. Creating app process

앱 프로세스는 다음 단계를 실행합니다.

1. Creating the app object
2. Launching the main thread
3. Creating the main activity
4. Inflating views
5. Laying out the screen.
6. Performing the initial draw.

앱이 첫 draw를 완료하면, 시스템은 현재 표시되고 있는 background window를 main activity로 swap 합니다. 이 때부터 유저가 앱을 사용할 수 있습니다.

성능 이슈는 app 생성과 activity 생성때 발생할 수 있습니다.

🔷 Application creation

Application.onCreate()를 override 했을 경우, 시스템이 해당 onCreate()를 호출합니다. 그 후에, 앱이 main thread(UI thread)를 생성하고, 이 스레드를 통해 main activity를 만듭니다.

이 때부터, app lifecycle stages에 따라 진행됩니다.

🔷 Activity creation

앱 프로세스가 activity를 만들어지면, activity는 다음 동작을 수행합니다.

1. Initializes values.
2. Calls constructors.
3. Calls the callback method, such as Activity.onCreate()

보통, 요 onCreate() 에서 오버헤드가 높은 작업(loading and inflating views, and initializing objects 등)을 수행하므로, load time에 가장 큰 영향을 미치는 부분입니다.

1.2 Hot start

activity가 아직 메모리에 있는 상태라서, foreground로 가져오기만 하면 되는 경우입니다.

1.3 Warm start

hot start는 아닌데, cold start의 일부만 하면 되는 경우

• 앱에서 나왔다가 re-launch
• 시스템이 앱을 메모리에서 제거했는데, 유저가 re-launch한 경우. process와 activity는 재시작해야 하지만 saved instance state bundle 이 onCreate()에서 활용됨

2. Detect and diagnose problems

2.1 Android vitals

다음과 같은 경우에 시작 시간이 너무 긴것으로 간주하고, 리포트 해줌

• cold start 5초 이상
• warm start 2초 이상
• hot start 1.5초 이상

2.2 Diagnosing slow startup times

🔷 Time to initial display

“Displayed” 로 logcat을 필터링하면, 맨 처음 그릴 때까지의 시간 출력됨

아래 내용들이 포함됨

1. Launch the process.
2. Initialize the objects.
3. Create and initialize the activity.
4. Inflate the layout.
5. Draw your application for the first time.

logcat 예시

ActivityManager: Displayed com.android.myexample/.StartupTiming: +3s534ms

adb로 실행해서 시간 측정

adb [-d|-e|-s <serialNumber>] shell am start -S -W
com.example.app/.MainActivity
-c android.intent.category.LAUNCHER
-a android.intent.action.MAIN

Starting: Intent
Activity: com.example.app/.MainActivity
ThisTime: 2044
TotalTime: 2044
WaitTime: 2054
Complete

🔷 Time to full display

lazy loading을 하는 상황에서도 의미 있는 시간을 측정하기 위해서, reportFullyDrawn() 을 호출해 주면 됩니다.

아래와 같이 Fully drawn 로그를 출력해 줍니다.

system_process I/ActivityManager: Fully drawn {package}/.MainActivity: +1s54ms

🔷 Identifying bottlenecks

아래 도구를 활용하세요.

• Android Studio의 CPU Profiler
  • Record CPU activity during app startup
• Perffeto
  • Capture a system trace on a device

3. Be aware of common issues

3.1 Heavy app initialization

🔷 해결책

lazy initialization Hilt 같은 dependency injection framework 사용 (처음 inject될 때, 객체들과 디펜던시들 생성) App Startup library 사용

3.2 Heavy activity initialization

🔷 주요 이슈들

• Inflating large or complex layouts.
• Blocking screen drawing on disk, or network I/O.
• Loading and decoding bitmaps.
• Rasterizing [VectorDrawable](https://developer.android.com/reference/android/graphics/drawable/VectorDrawable) objects.
• Initialization of other subsystems of the activity.

🔷 해결책

• 뷰 계층 구조 간소화
• ViewStub 객체 활용 (UI중 시작할 때 표시할 필요가 없는 부분은 나중에)
• 다른 쓰레드 활용

3.3 Themed launch screens

Themed launch screen 을 사용해서, 좀 더 부드럽게 보여질 수 있음 Material Design patterns 를 따르는 것을 추천함. Activity에 windowBackground theme attribute를 지정하면, 스플래시 이미지를 지정할 수 있음. 참고: https://velog.io/@pish11010/Android-Splash-Screen-구현

splash.xml (drawable)

<layer-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:opacity="opaque">
  <!-- The background color, preferably the same as your normal theme -->
  <item android:drawable="@android:color/white"/>
  <!-- Your product logo - 144dp color version of your app icon -->
  <item>
    <bitmap
      android:src="@drawable/product_logo_144dp"
      android:gravity="center"/>
  </item>
</layer-list>

theme.xml

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

manifest

<activity ...
android:theme="@style/SplashTheme" />

Activity

class MyMainActivity : AppCompatActivity() {

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        // Make sure this is before calling super.onCreate
        setTheme(R.style.Theme_MyApp)
        super.onCreate(savedInstanceState)
        // ...
    }
}