iOS 启动优化是提升用户体验的核心环节，直接影响用户对 App 的第一印象。启动过程分为 冷启动（App 进程未运行，需从头加载）和 热启动（App 进程在后台，重新唤醒），其中冷启动优化是重点。以下从启动流程拆解、各阶段优化措施、工具链辅助三个维度详细说明。
一、启动流程拆解
iOS 冷启动可分为 pre-main 阶段（从用户点击图标到 main() 函数执行前）和 main 阶段（从 main() 到首屏渲染完成），各阶段耗时需分别优化。
1. pre-main 阶段（系统主导）
从进程创建到 main() 被调用前，主要做以下工作（按顺序）：
• 加载可执行文件：加载 App 的二进制文件（Mach-O）到内存。
• 加载动态库（dylibs）：加载 App 依赖的所有动态库（系统库如 UIKit、自定义动态库等）。
• Rebase & Binding：修正二进制中的指针偏移（Rebase），绑定符号到实际内存地址（Binding）。
• ObjC Runtime 初始化：注册所有类、分类，初始化 objc_runtime 环境。
• 初始化器执行：执行 +load 方法、C++ 静态构造函数、attribute((constructor)) 修饰的函数等。
2. main 阶段（应用主导）
从 main() 函数执行到 首屏渲染完成（UIWindow 的 rootViewController 完成布局和绘制），主要工作：
• 执行 main() 函数。
• 初始化 UIApplication、AppDelegate。
• 执行 application:didFinishLaunchingWithOptions: 中的逻辑（如初始化第三方库、配置环境等）。
• 首屏视图控制器的创建、布局（viewDidLoad、viewWillAppear、layoutSubviews）和渲染。
二、pre-main 阶段优化（系统级优化）
pre-main 阶段由系统主导，优化核心是 减少耗时操作的数量和复杂度，可通过 Xcode 日志（Edit Scheme -> Run -> Arguments -> Environment Variables 中添加 DYLD_PRINT_STATISTICS=1）打印各步骤耗时：
Total pre-main time: 237.36 milliseconds
dylib loading time: 112.51 milliseconds
rebase/binding time: 19.28 milliseconds
ObjC setup time: 45.32 milliseconds
initializer time: 60.25 milliseconds
1. 优化动态库加载（dylib loading）
动态库（包括系统库、自定义库）加载是 pre-main 耗时大户，每加载一个动态库都需要解析、验证签名、建立依赖关系。
• 合并自定义动态库：将多个功能相关的自定义动态库（.framework 或 .dylib）合并为一个，减少动态库数量（建议控制在 60 个以内）。
• 优先使用静态库：静态库（.a 或静态 .framework）在编译时直接链接到二进制，无需启动时加载，适合不共享的内部库。
• 避免依赖无用系统库：移除 Link Binary With Libraries 中未使用的系统库（如未用 MapKit 就删除，系统库虽预加载，但多余依赖会增加解析成本）。
2. 优化 Rebase & Binding
• Rebase：修正二进制中指针的偏移（因 ASLR 随机地址导致），耗时与二进制中“指针数量”正相关。
• Binding：将符号（如函数、变量）绑定到实际内存地址，耗时与“符号数量”正相关。
优化措施：
• 减少二进制体积：删除无用代码（Dead Code）、资源，通过 Strip Linked Product 去除调试符号，减少指针和符号数量。
• 启用链接时优化（LTO）：在 Build Settings -> Link-Time Optimization 设为 Incremental 或 Whole Module，编译器会在链接时合并重复符号、优化代码，减少符号数量。
3. 优化 ObjC Runtime 初始化（ObjC setup）
Runtime 需注册所有类（Class）、分类（Category），并建立方法列表，耗时与“类/分类数量”正相关。
• 删除无用类和分类：通过 clang -rewrite-objc 分析生成的 .cpp 文件，或使用工具（如 FUI）检测未使用的类/分类，直接删除。
• 避免滥用分类：分类会增加 Runtime 注册成本，非必要时用继承或组合替代。
4. 优化初始化器（initializers）
+load 方法、C++ 静态构造函数（static ClassName obj;）、__attribute__((constructor)) 函数会在 pre-main 阶段同步执行，阻塞启动流程。
• 禁用 +load 方法：+load 会在类加载时强制同步执行，改用 +initialize（懒加载，首次使用类时调用），或延迟到 main 阶段通过 dispatch_once 初始化。
// 替代 +load 的方式
+ (void)initialize {
if (self == [MyClass class]) { // 避免子类调用
[self setup];
}
}
• 移除 C++ 静态构造函数：用 OC 代码替代 C++ 初始化逻辑，或延迟到 main 阶段初始化。
• 检查第三方库：部分第三方库（如统计、监控）会在 +load 中做初始化，可尝试替换为“手动初始化”版本，或在 main 阶段手动调用。
三、main 阶段优化（应用级优化）
main 阶段的核心是 减少 didFinishLaunching 中的阻塞操作，让首屏尽快渲染。
1. 延迟初始化非首屏任务
将非首屏必要的初始化（如日志上报、配置同步、非核心第三方库）延迟到首屏渲染完成后。
• 分阶段初始化：
首屏必要任务（如用户登录状态校验、路由初始化）在 didFinishLaunching 同步执行。
非首屏任务（如推送注册、数据分析）用 dispatch_after 或 DispatchQueue.global().async 延迟执行。
// AppDelegate.m
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
// 1. 首屏必要初始化（同步）
[self setupRootViewController];
[self setupNetworkConfig];
// 2. 非首屏任务（延迟到首屏渲染后）
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[self setupPushService]; // 推送
[self setupAnalytics]; // 统计
});
return YES;
}
2. 优化首屏渲染
首屏渲染耗时直接影响用户感知，需减少主线程阻塞：
• 简化首屏布局：
避免首屏使用复杂层级的 UIView 或 AutoLayout（AutoLayout 复杂约束计算耗时），优先用 Frame 布局。
首屏图片优先使用本地缓存，避免网络加载；提前解码图片（UIImage 首次渲染时会解码，耗时），用 CGImageSourceCreateWithData 预解码。
• 延迟首屏非必要视图：
首屏仅加载“用户可见区域”的视图，滚动区域外的视图（如列表底部 cell）通过 UITableView/UICollectionView 的复用机制延迟加载。
用 UIStackView 时避免嵌套过深，复杂布局可拆分为多个独立视图。
3. 优化第三方库初始化
第三方库（如地图、支付、监控）是 main 阶段耗时的常见来源：
• 按需初始化：非首屏依赖的库（如“我的页面”的分享功能）在用户首次进入对应页面时初始化，而非启动时。
• 替换轻量库：如用自研网络库替代体积庞大的第三方库，或裁剪第三方库的无用功能（通过 cocoapods 的 subspec 只引入必要模块）。
4. 避免主线程耗时操作
didFinishLaunching、viewDidLoad、viewWillAppear 等方法中的耗时操作（如数据库读写、大文件解析、复杂计算）会阻塞主线程，导致启动卡顿：
• 移到子线程：将耗时操作（如 JSON 解析、数据库查询）放到全局队列，完成后再回调主线程更新 UI。
// 错误：主线程解析大 JSON
NSDictionary *data = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData:largeData options:0 error:&error];
// 正确：子线程解析
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSDictionary *data = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData:largeData options:0 error:&error];
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 主线程更新 UI
});
});
四、工具链辅助优化
通过工具定位瓶颈，避免“盲目优化”：
1. 测量启动时间
• Xcode 日志：添加 DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS=1 环境变量，打印 pre-main 阶段详细耗时（包括每个动态库的加载时间）。
• 代码埋点：在 main 函数、didFinishLaunching 开始/结束、首屏渲染完成（如 viewDidAppear）处记录时间戳，计算各阶段耗时。
// main.m
#import <mach/mach_time.h>
uint64_t startTime = mach_absolute_time();
int main(int argc, char * argv[]) {
uint64_t mainStartTime = mach_absolute_time();
// ...
}
• Instruments：
App Launch：直观展示从点击图标到首屏渲染的全流程耗时，标记各阶段（如 dylib 加载、首屏绘制）的时间占比。
Time Profiler：分析启动过程中函数的耗时，定位主线程上的耗时操作（如某个第三方库的初始化函数）。
2. 检测冗余代码/资源
• App Thinning：通过 Xcode -> Product -> Analyze App Size 分析二进制中无用的类、方法、资源，删除冗余内容。
• Link Map：在 Build Settings -> Write Link Map File 设为 YES，生成 linkmap 文件（路径在 Intermediate Build Files Path 中），分析符号占用大小，删除无用代码。
五、注意事项
1. 平衡优化与功能：避免为了极致优化牺牲功能稳定性（如过度延迟初始化导致某些功能首次使用时崩溃）。
2. 适配不同设备：低端设备（如 iPhone SE 系列）的启动瓶颈可能与高端设备不同，需针对性测试。
3. 监控线上数据：通过埋点收集用户实际启动时间（如“点击图标到首屏显示”的耗时），结合 Crash 监控（如 Firebase、Bugly）分析异常启动案例。
总结
iOS 启动优化的核心思路是：“减少阻塞、延迟非必要、聚焦首屏”。通过拆解 pre-main 和 main 阶段的耗时点，结合工具定位瓶颈，优先优化高占比任务（如动态库加载、+load 方法、主线程耗时操作），最终实现“用户点击图标后，最快看到可交互的首屏”。
