App Startup time

사용자는 앱이 빠르게 로드되길 바라는데 시작 시간이 느리면 구글 플레이 스토어에서 낮은 점수를 받을 수도 있고,,
앱을 아예 사용안할 수도 있으니 앱 시작 시간을 최적화하는데 도움을 주겠다는 내용이다.

 

1. Understand app-start internals

• 앱은 Cold start, Warm start, Hot start 라는 3가지 상태 중에서 시작한다
• 위의 각 상태는 사용자에게 앱이 로드되는데 걸리는 시간에 영향을 준다
• Cold start 는 앱이 처음부터 시작, 이 외는 실행중인 앱을 background -> foreground 로 가져와서 시작
• 그러니 항상 Cold start 를 기준으로 최적화를 해보자! 그럼 자연히 다른 시작 상태의 성능도 개선될 것이다!
  
  

2. Cold start

• 앱이 처음부터 시작하는 것
• 시스템 프로세스는 Cold start 전에는 앱의 프로세스를 만들지 않는다
• ex) 기기 부팅, 시스템에서 앱 종료 후 처음 시작하는 경우 등

처음 시작하는거니 다른 시작 상태보다 더 많은 작업을 실행한다.

1. 앱 로드 및 시작
2. 시작 직후 앱의 빈 화면 표시
3. 앱 프로세스 생성

3번 앱 프로세스가 생성되면 아래 단계를 실행한다.

1. 앱 객체 생성
2. 메인 스레드 시작
3. 메인 액티비티 생성
4. 뷰 붙이기
5. 레이아웃 배치
6. 초기 그리기 실행

6번이 완료되면 시스템 프로세스에서 현재 표시된 백그라운드 화면을 메인 액티비티로 교체하면 본격적으로 앱을 사용할 수 있다.
여기서 앱을 만들고 액티비티를 생성하는 동안 성능 문제가 발생할 수 있다.

시스템과 앱 프로세스 간 작업 전달 방법

2-1. Application creation

• 어플리케이션이 시작되면 시스템에서 처음 앱을 그리는게 완료될 때까지 빈 시작 화면이 남아있다
• 위 시점에  Application.onCreate() 가 오버로드되면 시스템이 앱 객체에서 onCreate() 메서드를 호출한다
• 이 후 메인 스레드인 UI 스레드를 생성하고 메인 액티비티를 생성한다
• 여기서부터 Processes and Application Lifecycle 에 따라 진행된다

2-2. Activity creation

• 앱 프로세스에서 액티비티를 만든 후 아래 작업을 실행한다.
  1. 값 초기화
  2. 생성자 호출
  3. Activity lifecycle 메서드 호출
• 여기서 뷰 로딩 & 확장, 필요한 객체를 초기화하는 onCreate() 메서드의 오버헤드가 가장 높다
  
  

3. Hot start

• Cold start > Hot start : 훨씬 더 간단하고 오버헤드 낮다
• 시스템이 액티비티를 foreground 로만 가져오면 된다
• 어플리케이션의 모든 액티비티가 메모리에 남아있으면 객체 초기화, 레이아웃 확장, 렌더링 등을 안해도 된다
• 하지만 메모리에서 삭제된 경우 객체를 다시 만드는 대응을 해야한다
  
  

4. Warm start

• Cold start > Warm start > Hot start : Cold start 작업의 하위 집합을 포함해서 Hot start 보다는 오버헤드가 높다
• ex1) 사용자가 앱 종료 후 재시작하여 앱이 onCreate() 부터 액티비티를 다시 만들어야하는 경우
• ex2) 시스템이 메모리에서 앱을 제거 후 사용자가 앱 재시작 : onCreate() 에 전달된 savedInstanceState 있는 경우

5. Detect and diagnose problems

5-1. Anroid vitals

Google Play Console 의 Android vitals 에서 데이터 확인 가능하며, 아래와 같은 경우 앱 시작 시간이 긴걸로 간주한다.
(Android vitals 는 Hot start 의 데이터는 보고하지 않는다.)

• Cold start : 5초 이상
• Warm start : 2초 이상
• Hot start : 1.5초 이상
  
  

5-2. Diagnosing slow startup times

AndroidStudio 의 logcat 에 Displayed 라는 값이 포함된 내용이 있는데, 이게 바로 프로세스 시작 후 액티비티를 화면에 그릴 때까지 소요된 시간을 나타낸다. 앱 자체가 아니라 시스템 서버에서 로그를 제공하므로 No Filters 로 설정하고 봐야한다.

1. 프로세스 시작
2. 객체 초기화
3. 액티비티 생성하고 초기화
4. 레이아웃 확장
5. 어플리케이션 그리기

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

아래 경우 total 시간은 앱 프로세스가 시작하고 화면에 아무것도 표시하지 않은 것도 포함한걸로 단일 액티비티와 총 시작 시간 사이 차이가 있을때만 표시된다.

ActivityTaskManager: Displayed com.android.myexample/.StartupTiming: +3s534ms (total +1m22s643ms)

ADB Shell 로 앱 실행부터 메인 액티비티를 표시까지 걸린 시간을 측정할 수도 있다.

shell am start -S -W

또한 병목 현상을 찾으려면 AndroidStudio CPU Profiler 를 사용해보면 된다. 이 외 시간 측정은 Time to full display 참고

6. Be aware of common issues

시작 시간을 줄이기 위해 아래와 같은 문제를 진단 후 해결해보자 (문서 참고)

• 과도한 앱 초기화 : onCreate(), 전역 싱글턴 객체, 디스크 I/O, 역직렬화 등
• 과도한 액티비티 초기화 : 크고 복잡한 레이아웃 확장, 디스크/네트워크 I/0 시 UI 그리기 차단, 비트맵 로딩,VectorDrawable 객체 래스터 등