BootPilot：openKylin 启动路径分析与可回滚优化

BootPilot 面向 openKylin 桌面启动诊断与优化，围绕“启动时间花在哪里、面板何时完成通知、补丁如何验证与恢复”三个问题，提供事件采集、等待定位、面板通知优化和可回滚试用工具。

系统启动耗时降低 17.6%；应用初始化提前约 4.148 秒。

✅ 参赛材料

本项目沿用初赛仓库的 master 分支，按本届决赛要求组织材料。

材料	查看入口
项目说明书	项目说明书.pdf
项目创新说明	项目创新说明.pdf
成员分工及主要贡献	成员分工及主要贡献说明.pdf
答辩 PPT	决赛现场演示PPT.pptx
原创承诺书	作品原创承诺书.pdf
工具使用说明	人工智能及第三方工具使用说明.pdf
源代码与补丁	src/ · patches/ · tools/
测试与实验记录	tests/ · 五组配对实验
可验证交付物	demo/，含候选二进制、源码归档及校验清单
演示视频	决赛演示视频.mp4，时长 73.3 秒，约 1.97 MB

🚀 优化效果

系统服务优化

通过按需停用未使用的系统服务，减少系统启动开销。优化前后各测试五轮，统计中位数：

指标	原版	优化版	耗时下降
系统启动总时长（内核 + 用户空间）	6.712 s	5.532 s	17.6%

系统启动总时长减少 1.180 秒。测试数据见 系统服务测试结果，原始记录与复算方法见 系统服务实验记录。

桌面会话优化

通过改进面板完成通知机制，消除会话中的通知等待。2026-10-05，在同一实验环境下开展五组 A/B 配对测试，原版与补丁版各五轮。

指标	原版	补丁版
进入应用初始化阶段的时间（组内中位数）	6.189 s	2.188 s
出现面板通知超时的轮数	5/5	0/5
桌面人工功能检查正常的轮数	5/5	5/5

五组实验中，补丁版均更早进入应用初始化阶段，逐对提前量中位数为 4.148 s，范围为 3.930–4.232 s。

桌面会话计时说明

• 计时起点： ukui-session main 入口，使用 CLOCK_MONOTONIC 时钟。
• 计时终点： 会话进入应用初始化阶段的事件。
• 逐对提前量： 每组原版时间减去补丁版时间，再对五组差值取中位数。
• 功能检查： 菜单与任务栏、文件管理器、终端、设置、中文输入、网页和声音。

原始记录见 实验数据，可通过 python3 tests/verify_finals_evidence.py 核验采集回执并重新计算结果。

💡 项目方案

UKUI 登录启动包含界面加载、组件完成通知和应用初始化等环节。BootPilot 将这些事件关联起来，定位“界面已就绪但会话仍在等待通知”的问题，并对面板完成通知进行条件化改进。

核心功能	实现内容
系统服务优化	根据服务使用情况减少启动开销，提供配置检查、应用与恢复工具。
启动路径分析	采集 systemd 时间、关键链与会话事件，关联界面就绪、通知和应用初始化记录，定位等待环节。
面板通知优化	检查关键组件加载、可见性和有效尺寸，在后续新帧后复核界面状态，异步尝试一次完成通知，并保留原有超时兜底。
可回滚试用	独立存放候选工件，默认选择原版；通过单次申请启用候选，核验实际运行身份，并支持显式恢复配置。

项目适用于 openKylin 桌面启动问题定位、UKUI 面板补丁验证及原版与候选版本的对照实验。整体设计与实现详见 项目说明书，三项主要改进详见 项目创新说明。

🎬 演示与复现

查看 决赛演示视频。也可通过 答辩 PPT 查看项目方案与测试结果，通过 可验证交付物 和 部署说明 了解候选版本的安装、运行及恢复流程。

🛠️ 环境与依赖

• 运行环境：openKylin 2.0 SP2、UKUI / Wayland、Python 3、systemd。
• 构建依赖：CMake、C++ 编译器、Qt 5 和 UKUI 开发库。

构建方法

Python 模块不需要编译。在固定提交的独立 ukui-panel 源码副本中检查和应用 patches/ukui-panel-4.22.0.0-ok0.5/0001-experimental-ready-notification.patch，再运行：

cmake -S bootpilot-tests -B build-notifier-tests -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo
cmake --build build-notifier-tests -j2
QT_QPA_PLATFORM=offscreen QT_QUICK_BACKEND=software dbus-run-session -- ./build-notifier-tests/test-notifier
cmake -S . -B build-panel -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo
cmake --build build-panel --target ukui-panel -j2

也可使用 demo 中已应用补丁的源码归档，直接进入构建步骤。构建产物通过独立目录部署，保留系统原版面板。详细步骤见 补丁来源、构建与许可证。

安装与运行

先执行只读检查：

python3 -B tools/bootpilot.py panel-plan
python3 -B tools/bootpilot.py system-timing --output /tmp/bootpilot-system-new.json
python3 -B tools/bootpilot.py panel-bundle verify --manifest demo/artifacts/manifest.json --manifest-sha256 598bc7553a97ca54944efa31a1b46f319d94b9d0b72edc3cef44d0ac39b16b91

安装流程为：检查适用性 → 部署独立工件 → 接入原版并核验 → 申请单次候选 → 重启登录并验收 → 恢复原版配置。恢复后的原版在下一次登录时核验。完整命令见 干净环境部署和恢复，工件清单见 交付物说明。

测试与验证

python3 -B -m unittest discover -s tests -v
python3 tests/verify_finals_evidence.py

Python 测试覆盖候选选择、请求消费、身份校验和配置恢复；Linux 专属测试在 Linux 环境执行，Qt 模块测试使用独立 D-Bus。对照实验证据 包含十轮原始事件、采集回执和功能反馈，验证脚本可核验哈希并离线复算实验结果。

📁 仓库目录

BootPilot/
├── README.md
├── src/                         # 项目源代码
├── docs/                        # 项目说明、创新与贡献说明、技术文档
├── tests/                       # 测试脚本与五组配对实验记录
├── demo/                        # 候选二进制、源码归档与校验材料
├── presentation/                # 答辩 PPT 与演示视频
├── 作品原创承诺书.pdf
├── patches/                     # UKUI 补丁及上游许可证
├── tools/                       # 命令行入口
├── scripts/                     # 构建与辅助脚本
├── profiles/                    # 服务策略配置
├── systemd/                     # systemd 配置
└── results/                     # 历史实验记录

当前材料状态见 提交材料清单。