APP启动流程与优化

当用户点击了App图标,到能够看到App主界面内容为止,在这个过程中应用做了那些事情呢?这些事情是否可以优化从而提高启动速度呢?下面我们将会讨论以上问题。

main()之前

在调用main()函数之前,基本所有工作都是由操作系统完成的,开发者能够插手的地方不多,多以如果想要想要优化这段时间,就必须了解,操作系统在main()之前做了什么。

main()之前操作系统所做的工作是把可执行文件(Mach-O格式)加载到内存空间,然后动态链接库dyld,再执行一系列动态链接操作和初始化操作的过程(加载、绑定。及初始化)。

加载过程—从exec()到main()

main-load
  • exec()是一个系统调用

  • App对应的可执行文件加载到内存

  • Dyld加载到内存中,Dyld:the dynamic link editor所有动态链接库和我们App的静态库.a和所有类文件编译后.o文件,最终都由dyld加载到内存的.

  • Dyld从主执行文件的header获取到需要加载的所依赖动态库列表,然后它需要找到每个dylib,而用所依赖的dylib文件可能会再依赖其他dylib,所以所需要加载的是动态库列表的一个递归依赖集合

  • RebaseBind

    • RebaseImage内部调整指针的指向。在过去会把动态库加载到指定地址,所有指针和数据对于代码都是对的,而现在地址空间布局是随机化,所以需要在原来的地址根据随机的偏移量做一下修正
    • Bind是吧指针正确地指向Image外部的内容。这些指向外部的指针被符号(symbol)名称绑定,Dyld需要去符号表里查找,找到symbol对应的实现。
  • Objc

  • 注册Objc类(class registration)

  • category的定义插入方法列表(category registration)

  • 保证每一个selector唯一(selector uniquing)

  • initializers

    • Objc+load()函数
    • C++的构造函数属性函数
    • 非基本类型的C++静态全局变量的创建(通常是类或者结构体)

最后,Dyld会调用mian()函数,mian()会调用UIApplicationMain()

了解完main()之前的加载过程后,我们可以分析出影响main调用前启动时间的因素:

  1. 动态库加载越多,启动越慢

  2. Objc类,方法越多,启动越慢

  3. Objc+load()越多,启动越慢

  4. Cconstructor函数越多,启动越慢

  5. C++静态对象越多,启动越慢

main()加载前启动优化:

  1. 减少依赖不必要的库,不管是动态库还是静态库;如果可以的话,把动态库改造成静态库; 如果必须依赖动态库,则把多个非系统的动态库合并成一个动态库;
  2. 检查下 framework应当设为optionalrequired, 如果该framework在当前App支持的所有iOS系统版本都存在,那么就设为required,否则就设为optional, 因为optional会有些额外的检查;
  3. 合并或者删减一些OC类和函数;
  4. 删减一些无用的静态变量;
  5. 删减没有被调用到或者已经废弃的方法;
  6. 将不必须在+load方法中做的事情延迟到+initialize中,尽量不要用C++虚函数(创建虚函数表有开销) ;
  7. 类和方法名不要太长:iOS每个类和方法名都在__cstring段里都存了相应的字符串值,所以类和方法名的长短也是对可执行文件大小是有影响的; 因还是Objective-C的动态特性,因为需要通过类/方法名反射找到这个类/方法进行调用,Objective-C对象模型会把类/方法名字符串都保存下来;
  8. dispatch_once()代替所有的 attribute((constructor)) 函数、C++静态对象初始化、Objc+load函数;
  9. 对图片进行可接受范围内的压缩;

main()之后

main()函数之后,即从main()开始,到AppDelegatedidFinishLaunchingWithOptions方法执行完毕,至App初始化完成,首页请求、首页渲染等过程后,用户看到界面为止。

main()加载后启动优化:

  1. 减少启动初始化的流程,能懒加载的就懒加载,能放后台初始化的就放后台, 能够延时初始化的就延时,不要卡主线程的启动时间,已经下线的业务直接删掉;
  2. 优化代码逻辑,去除一些非必要的逻辑和代码,减少每个流程所消耗的时间;
  3. 启动阶段使用多线程来进行初始化,把CPU的性能尽量发挥出来;
  4. 使用纯代码而不是xib或者storyboard来进行UI框架的搭建,尤其是主UI框架比如TabBarController这种, 尽量避免使用xibstoryboard,因为xibstoryboard也还是要解析成代码来渲染页面,多了一些步骤;

参考链接

美团外卖iOS App冷启动治理


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