启动优化

main函数之前,通过在Xcode里增加环境变量DYLD_PRINT_STATISTICS,可以让dyld输出pre-main之前的耗时。

可分为

1、dylib loading:动态库的加载,动态库会有依赖关系,官方建议不要多余6个动态库,太多就建议进行合并,这个合并能够提升整个加载时间

2、 rebase/binding:偏移修正,符号绑定。在二进制文件里的函数、变量的地址,都是偏移后的地址(为什么会偏移?这要从物理内存到虚拟内存的发展说起)。app在运行的时候,会把地址加上ASLR(安全机制,分配的随机数值),那么 偏移值+ASLR = rebase(运行时候的内存地址)。

在用到如系统类的动态库的时候,会创建一个符号,指向一个唯一的值(这个值在MachO的数据段里),在app运行时,会将这个符号和真正的地址进行关联,这个过程就叫binding(绑定)。尽量少使用外部动态库,可以减少binding的时间。

3、ObjC setup:OC类注册的耗时,类越多越耗时。通过删减一些无用的OC类,减少C++的虚函数,能够降低这部分耗时。如果全用swift,效果会更明显。

4、initializier:执行load和构造函数的耗时。尽量不要重写load,可以减少这里的耗时。

       ①libSystem.B.dylib

       ②libMainThreadChecker.dylib

       ③libglInterpose.dylib

我们以微信启动为例

小结:对于不用的代码或者类,尽量删除,因为它们也会加入编译,启动的时候也会耗时。

PS:增加2w个类,会增加800ms启动时间(数据仅供参考)。

虚拟内存和物理内存

物理内存:内存条(硬件)上的地址就叫物理地址,以前的计算机都是通过CPU访问物理内存拿到数据的,这样存在安全问题(金手指?),而且随着软件发展速度快于硬件速度,物理内存也越发不够......

虚拟内存:在app运行时,CPU首先会访问虚拟内存地址,MMU内存管理单元  配合操作系统 负责地址翻译(虚实地址互转),这样CPU就能访问物理内存地址读取数据了。虚拟内存实际就是一张表,保存着和物理内存的映射表。

内存分页管理:数据会以页的方式来存储,方便管理(Linux和MacOS每页数据是4k,iOS是16k),每个app会被分为若干页,运行的时候会一页一页按需加载。当数据需要被使用,而且没有被加载进页表(虚拟内存里)的时候,这个时候会触发“中断”(缺页异常PageFault),系统会让将数据载入到物理内存,这个时候再去取。

我们对app的使用或者操作,实际是CPU在对虚拟内存上进行增删改查。

当物理内存不够用的时候,系统会覆盖掉不活跃的数据。

五大分区指的是在虚拟内存的分区,我们在LLDB里看到的内存也都是虚拟内存。

虚拟地址都是从0开始,黑客们可以通过偏移拿到其他地址的数据,ASLR技术就是为了解决虚拟地址固定不变导致安全问题而出现的。

在什么时机会出现大量的PageFault?app启动的时候。启动时候会加载很多页数据。这个时候会产生大量的PF,这里就有我们需要优化的空间。

前面提到iOS每页的数据量为16k,通常在实际app冷启动中每页数据可能只会用到很少的函数。

buildsettings里的linkmap,能够记录符号顺序,这是一个txt的文件,里面有函数和类的载入顺序,文件(类)的顺序是按照编译顺序(可以在build phases里compile sources进行修改),类里的函数顺序是按照.m里的书写顺序进行排序的

二进制的排列顺序:首先会按照文件的编译顺序,然后再按照文件里代码的书写顺序进行排序。这种排序方式就会导致启动时刻的代码会分别分布在不同的文件里,在不同的页表里就会有启动相关的方法。

将启动时刻需要调用的方法尽量排列在一起,这样能减少启动时刻加载的页的数量,这就是二进制重排的的优化思路。

利用instrument的system trace可以查看应用启动时候的PageFault次数

file backed page in就是PF次数

order file可以让ld(链接器)按照我们给定的顺序去排列符号,可以在buildsettings下的linking Order File下设置order file路径。然后通过linkmap和MachOView查看文件顺序。order file需要定义好启动时刻的结束函数,那么在结束前调用了哪些函数?可以利用clang插桩(后续文章讲解)拿到app启动时候的函数调用,然后重新排列后录入order file中,完成二进制重排(查看linkmap效果)。

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