Flutter 启动优化

Dart VM在Flutter中的作用是什么？它负责执行Dart代码，无论是JIT还是AOT模式都需要它。在JIT模式下，VM随应用一起运行，而在AOT模式下，代码已经被编译成机器码，VM可能不需要运行时存在？不过实际上，即使在AOT模式下，某些功能可能仍需要VM的支持，比如动态加载或某些平台特定的操作。

用户提到的“预初始化”可能是指在应用启动前预先准备好VM环境，以减少冷启动时间。这在JIT模式下尤其重要，因为每次启动都需要加载VM并编译代码。预初始化可能涉及提前加载VM、共享VM实例或者复用之前的VM状态。

Dart VM 的作用

代码执行：负责解析、编译和执行 Dart 代码。
内存管理：自动处理垃圾回收（GC）。
运行时服务：提供反射、类型检查、异步调度等功能。
插件交互：通过 Platform Channel 与原生代码通信。

Dart虚拟机的创建过程

Dart虚拟机是一个解释器，它可以将Dart代码编译成字节码，并通过解释器将其转换成机器码并执行。在Flutter应用程序中，Dart虚拟机是通过Flutter引擎来创建和运行的。

下面是Dart虚拟机的创建过程：

首先，Flutter引擎会创建一个新的Isolate（独立的Dart执行环境），并将Dart代码加载到该Isolate中。
接着，Flutter引擎会启动Dart虚拟机，并为该Isolate创建一个Dart虚拟机实例。
Dart虚拟机实例会初始化一个Dart运行时环境，并在该环境中创建一个Isolate对象，该对象用于管理和控制当前的执行环境。
Dart虚拟机实例会为该Isolate分配一些资源，包括栈空间、堆内存和文件描述符等。
Dart虚拟机实例会将Dart代码编译成字节码，并将其加载到该Isolate中。
然后，Dart虚拟机实例会创建一个Dart解释器，该解释器会解释和执行该Isolate中的Dart代码。
最后，Dart虚拟机实例会启动该Isolate，从而开始执行Dart代码。

1. 启动速度优化

Flutter启动流程:

1). 一个Native进程只有一个DartVM

2). 第一个FlutterEngine初始化时，会创建并初始化DartVM

3). 一个DartVM可以有多个FlutterEngine，每个FlutterEngine都运行在自己的Isolate中，他们的内存数据不共享，需要通过Isolate事先设置的port(顶级函数)通讯。

作者：淘淘养乐多
链接：https://juejin.cn/post/7350868887322263552
来源：稀土掘金
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一、启动阶段的核心问题

1. 冷启动（Cold Start）

定义：应用首次启动时，需要完成从 Dart VM 初始化、加载核心框架代码、解析资产文件 到 渲染首屏界面 的完整流程。
关键瓶颈：
- Dart VM 启动：初始化虚拟机、加载基础库。
- AOT 编译产物加载：解析编译后的二进制代码（如 app.so）。
- 路由与初始化逻辑：执行 main() 函数中的业务代码。
- 资源解析：加载字体、图片、本地化文件等。

2. 热启动（Hot Restart）

定义：在已运行的 VM 上重启应用（如通过 flutter run 时的热重载）。
优化重点：复用 VM 和大部分已加载的代码/资源。

二、底层优化原理

1. AOT 编译（Ahead-Of-Time）

原理：

将 Dart 源码 静态编译 为 目标平台的机器码（如 x86_64、ARM64），生成 app.so（Linux/macOS）或嵌入到二进制包中（Android/iOS）。
对比 JIT（Just-In-Time）：
- JIT 启动时动态编译代码，但会引入编译开销；AOT 启动时直接执行机器码，无编译延迟。

优化效果：

冷启动时间减少 30%~50%（尤其是复杂应用）。
内存占用降低：无需维护 JIT 编译器堆栈。

实现细节：

Dart VM 启动流程：
1. 加载 AOT 编译后的 vm isolate（包含基础 VM 运行时）。
2. 加载 root isolate（包含应用代码的字节码或 AOT 机器码）。
3. 执行 main() 函数。

2. Tree Shaking

原理：

通过 静态分析，移除未使用的代码（函数、类、变量）。
实现方式：
- Dart 编译器：在 aot 模式下自动标记未引用代码。
- 构建工具：Gradle（Android）和 CocoaPods（iOS）集成 Tree Shaking。

优化效果：

包体积减少 10%~30%（例如移除未使用的第三方库功能）。
启动时间间接优化：减少需加载的代码量。

3. Dart VM 初始化优化

关键机制：

VM 预初始化：
- 在某些嵌入引擎（如 Flutter Engine）中，VM 可能在应用启动前预先初始化。
- Android 示例：通过 flutter.startInitialization 提前加载 VM。
** isolates**：
- main isolate 负责业务逻辑，vm isolate 负责运行时服务（如垃圾回收）。
- 优化方向：减少 main isolate 启动时的初始化开销。

三、具体优化措施

1. 代码优化

(1) 精简 `main()` 函数

问题：复杂的 main() 函数会触发大量初始化逻辑。

优化方案：

void main() async {
  // 延迟初始化非核心服务（如 Firebase）
  await Firebase.initializeApp();
  runApp(const MyApp());
}

原理：将耗时操作（如网络请求、第三方库初始化）延迟到首屏渲染之后。

(2) 按需加载路由

问题：传统路由模式会在启动时注册所有页面。

优化方案：

// 使用动态路由注册
final router = FlutterNativeRouter();
router.defineRoute('/login', LoginScreen());
// 在需要时注册路由
await router.registerRoutes();
runApp(MyApp());

原理：按需加载路由，避免一次性注册所有页面。

(3) 移除未使用的代码

工具：
- flutter analyze：检测未使用的变量、函数。
- pub deps：查看依赖树，移除冗余库。

2. 配置优化

(1) 启用 AOT 并关闭调试模式

Android (build.gradle)：

flutter {
  target: lib/main.dart
  aot: true
  debugEnabled: false
}

iOS (ios/Runner/Info.plist)：

<key>FLUTTER_ENABLE_AOT</key>
<true/>
<key>FLUTTER_DEBUG_MODE</key>
<false/>

原理：AOT 编译减少启动时的 JIT 开销，关闭调试模式禁用断言和日志。

(2) 调整 Dart VM 参数

Android (build.gradle)：

flutter {
  dartOptions {
    vmArguments: --no-sound-null-safety
  }
}

原理：关闭 sound null safety 可加速非空安全模式的检查。

3. 构建优化

(1) 启用持久化构建缓存

命令行：
```
flutter clean
flutter build --cache
```
原理：复用构建缓存，避免重复编译相同的依赖。

(2) 使用 Split APKs（Android）

配置：

android {
  splits {
    abi {
      enable true
      reset()
      include 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a', 'x86', 'x86_64'
    }
  }
}

原理：为不同 CPU 架构生成独立的 APK，减少包体积。

4. 资源优化

(1) 压缩与子集化资源

图片压缩：
- 使用 WebP 格式（透明度支持更好）或 PNG8（无透明度）。
- 工具：TinyPNG、ImageOptim。

字体子集化：

fonts:
  - family: Roboto
    subsets: latin

原理：减少资源文件体积，加快加载速度。

(2) 按需加载 Assets

动态加载：

Future<void> loadAssets() async {
  await rootBundle.load('assets/large_image.png');
}

原理：首屏加载完成后按需加载非关键资源。

5. 平台特定优化

(1) Android 优化

移除冗余主题：

<!-- AndroidManifest.xml 中移除默认主题 -->
<application
    android:theme="@style/Theme.AppCompat.Light.NoActionBar">
</application>

启用代码混淆与 ProGuard：

buildTypes {
    release {
        minifyEnabled true
        proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
    }
}

原理：混淆代码可减少逆向工程风险，同时 Tree Shaking 依赖 ProGuard 规则。

(2) iOS 优化

移除调试符号：

post_install do |installer|
  installer.pods_project.targets.each do |target|
    target.build_configurations.each do |config|
      if config.name == 'Debug'
        config.build_settings['ENABLE_BITCODE'] = 'NO'
      end
    end
  end
end

使用 strip_unused_code：

flutter build ios --release --strip-unused-code

原理：移除未使用的符号和代码，减小可执行文件体积。

四、性能分析工具

1. Flutter DevTools

Timeline 视图：
- 分析启动阶段的各个阶段耗时（如 VM 初始化、Dart 初始代码加载、渲染首屏）。
CPU Profiler：
- 检测启动时热点函数（如 main() 中的初始化逻辑）。

2. 命令行工具

flutter run --trace-skia：
- 输出 Skia 绘制指令，分析渲染性能。
flutter dump-tree：
- 查看渲染树结构，识别不必要的视图层级。

五、高级优化技巧

1. 冷启动预加载

方案：在应用安装后立即启动一个后台进程，预加载核心数据。
限制：可能违反平台政策（如 iOS 的后台执行限制）。

2. 使用 `flet` 或 `flutter_native_router`

路由优化：通过声明式路由减少初始化开销。

示例：

final router = FlutterNativeRouter();
router.defineRoute('/home', (context) => const HomeScreen());

3. Dart VM 预初始化

Android：通过 flutter.startInitialization() 提前加载 VM。
iOS：在 AppDelegate 中手动初始化 Dart VM。

六、总结

优化分层：

层级	优化手段	原理
编译层	AOT、Tree Shaking	减少代码量和编译开销
运行时层	VM 初始化优化、按需加载资源	减少启动时的初始化负担
构建层	缓存、Split APKs	减少构建产物体积
平台层	ProGuard、代码混淆	进一步压缩代码和资源