启动的过程一般是指从用户点击app图标开始到AppDelegate 的didFinishLaunching方法执行完成为止，其中，启动也分为冷启动和热启动
冷启动：内存中不包含app相关数据的启动，一般我们可以通过重启手机来实现冷启动
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pre-main阶段，即main函数之前，操作系统加载App可执行文件到内存，执行一系列的加载&链接等工作，简单来说，就是dyld加载过程 - 2：
main函数之后，即从main函数开始，到Appdelegate 的didFinishLaunching方法执行完成为止，主要是构建第一个界面，并完成渲染
-热启动：是指杀掉app进程后，数据仍然存在时的启动
其中1,2 两过程 就是 从用户点击App图标到用户能看到app主界面的过程，即需要启动优化的部分
pre-main阶段的优化
统计main函数启动时间
- 查看系统给的反馈需要增加一个
环境变量， - 增加路径：在
Xcode -> Edit Scheme -> Run -> Arguments -> Environment Variables中， - 增加一个环境变量
DYLD_PRINT_STATISTICS:1。
-dylib loading time（动态库耗时）：主要是加载动态库，系统的动态库做过优化，耗时较少。苹果官方推荐最多不要超过6个外部动态库，多余6个，需要考虑合并动态库，合并动态库对于启动时期的优化，非常有效
-rebase/binding time（偏移修正/符号绑定耗时）
-rebase（偏移修正）：任何一个app生成的二进制文件，在二进制文件内部所有的方法、函数调用，都有一个地址，这个地址是在当前二进制文件中的偏移地址。一旦在运行时刻（即运行到内存中），每次系统都会随机分配一个ASLR（Address Space Layout Randomization，地址空间布局随机化）地址值（是一个安全机制，会分配一个随机的数值，插入在二进制文件的开头），例如，二进制文件中有一个 test方法，偏移值是0x0001，而随机分配的ASLR是0x1f00，如果想访问test方法，其内存地址（即真实地址）变为 ASLR+偏移值 = 运行时确定的内存地址（即0x1f00+0x0001 = 0x1f01）
-binding（绑定）：，例如NSLog方法，在编译时期生成的mach-o文件中，会创建一个符号！NSLog（目前指向一个随机的地址），然后在运行时（从磁盘加载到内存中，是一个镜像文件），会将真正的地址给符号（即在内存中将地址与符号进行绑定，是dyld做的，也称为动态库符号绑定），一句话概括：绑定就是给符号赋值的过程
-
Objc setup time:注册所有OC类耗时，类越多耗时越多，有人统计过2万个自定义的OC的类，大概耗时800毫秒。删除不用的类，可以减少耗时 -
initializer time:load方法 和C++构造函数的耗时.减少重写load方法，尽量将事情延迟到 main 方法以后，可以减少耗时。
优化建议
- 减少
外部动态库的数量
-减少OC类，因为OC类越多，越耗时
-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 - 启动阶段能使用
多线程来初始化的，就使用多线程 - 使用
纯代码。不用xib storyboard(要额外进行代码解析转换和页面的渲染)
二进制重排
原理
当进程访问一个虚拟内存page，而对应的物理内存不存在时，会触发缺页中断（Page Fault），因此阻塞进程。此时就需要先加载数据到物理内存，然后再继续访问
App在冷启动过程中，会有大量的类、分类、三方等需要加载和执行，此刻需要调用的方法，处于不同的Page导致的此时的产生的Page Fault所带来的的耗时是很大的
将所有启动时刻需要调用的方法，排列在一起，即放在一个页中，这样就从多个Page Fault变成了一个Page Fault,优化了启动时间
监测
查看一下项目的缺页异常数量。注意需要卸载 APP 或者重启手机，来保证这个APP完全没有被加载到内存中
打开Instrument -> System Trace
- 点击启动，第一个界面出来后，停掉，
!Page Faul](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/9660710-21b0a88923b7e8a7.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
从图中可以看出发生的PageFault有427次
优化后项目的缺页遗产数量是286, 减少了启动时大概40%的缺页异常~
通过linkMap也可以查看启动方法的顺序
-
在
Build Setting -> Write Link Map File设置为YES
设置 -
编译,然后在对应的路径下查找
link map文件，如下所示，可以发现 类中函数的加载顺序是从上到下的，而文件的顺序是根据Build Phases -> Compile Sources中的顺序加载的
加载顺序
二进制重排的方法
1.方法的重排序
xcode已经为我们提供了这个机制，它使用的链接器叫做ld, ld有一个参数叫做Order File, 我们可以通过配置order文件，来使编译时生成的二进制的文件的Link Map种的符号顺序，按照我们指定的顺序排列生成。而且libobjc 实际上也做了二进制重排。
【第一步】在项目根目录下建一个xxx.order的文件，里面写上按照自己想排列的顺序，写上方法或者函数的名字。（如果写了一个不存在的符号，也不会报错，会被自动过滤掉~）
- 内容).png
【第三步】重新编译，查看 Link Map文件的顺序，果然，按照我们指定的顺序排列啦！
找到启动时需要方法 -> 静态插桩
接下来，需要做的就是写入 order 文件里的符号了，我们不可能手写上所有的启动时需要的执行的符号，这里的所有符号包括，调用的方法、函数、C++构造方法、swift方法、block。
这里使用 LLVM 内置的简单代码覆盖率检测工具 [图片上传失败...(image-b6c749-1626686913498)]。它在边缘、函数、基本块``级别`上插入对用户定义函数的调用。
edge（默认）：检测边缘（所有的指令跳转都会被插入对用户定义函数的调用, 如循环、分支判断、方法函数等）。
bb：检测基本块。func：仅将检测每个功能的输入块(这个就是我们要重排序的符号)。
按照文档，
【第1步】搜索并设置
Other C Flags/ Other C++ Flags为-fsanitize-coverage=func,trace-pc-guard（这里要用func, 不能用默认的edge, 不然会造成死循环）。-
如果有swift ，需要设置
Other Swift Flags设置为-sanitize-coverage=func -sanitize=undefined
设置 【第2步】编译器将插入对
模块构造函数的调用，所以我们要实现这个方法：
__sanitizer_cov_trace_pc_guard_init(uint32_t *start, uint32_t *stop);
- 参数1 start 是一个指针，指向无符号int类型，4个字节，相当于一个数组的起始位置，即符号的起始位置（是从高位往低位读）
- 参数2 stop，由于数据的地址是往下读的（即从高往低读，所以此时获取的地址并不是stop真正的地址，而是标记的最后的地址，读取stop时，由于stop占4个字节，stop真实地址 = stop打印的地址-0x4）
- 【第3步】
__sanitizer_cov_trace_pc_guard实现： 主要是捕获所有的启动时刻的符号，将所有符号入队
//原子队列，其目的是保证写入安全，线程安全
static OSQueueHead queue = OS_ATOMIC_QUEUE_INIT;
//定义符号结构体，以链表的形式
typedef struct {
void *pc;
void *next;
}XXNode;
/*
- start：起始位置
- stop：并不是最后一个符号的地址，而是整个符号表的最后一个地址，最后一个符号的地址=stop-4（因为是从高地址往低地址读取的，且stop是一个无符号int类型，占4个字节）。stop存储的值是符号的
*/
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard_init(uint32_t *start,
uint32_t *stop) {
static uint64_t N;
if (start == stop || *start) return;
printf("INIT: %p - %p\n", start, stop);
for (uint32_t *x = start; x < stop; x++) {
*x = ++N;
}
}
/*
可以全面hook方法、函数、以及block调用，用于捕捉符号，是在多线程进行的，这个方法中只存储pc，以链表的形式
- guard 是一个哨兵，告诉我们是第几个被调用的
*/
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
// if (!*guard) return;//将load方法过滤掉了，所以需要注释掉
//获取PC
/*
- PC 当前函数返回上一个调用的地址
- 0 当前这个函数地址，即当前函数的返回地址
- 1 当前函数调用者的地址，即上一个函数的返回地址
*/
void *PC = __builtin_return_address(0);
//创建node，并赋值
XXNode *node = malloc(sizeof(XXNode));
*node = (XXNode){PC, NULL};
//加入队列
//符号的访问不是通过下标访问，是通过链表的next指针，所以需要借用offsetof（结构体类型，下一个的地址即next）
OSAtomicEnqueue(&queue, node, offsetof(XXNode, next));
}
-【第四步：获取所有符号并写入文件】
extern void getOrderFile(void(^completion)(NSString *orderFilePath)){
collectFinished = YES;
__sync_synchronize();
NSString *functionExclude = [NSString stringWithFormat:@"_%s", __FUNCTION__];
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(0.01 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
//创建符号数组
NSMutableArray<NSString *> *symbolNames = [NSMutableArray array];
//while循环取符号
while (YES) {
//出队
CJLNode *node = OSAtomicDequeue(&queue, offsetof(CJLNode, next));
if (node == NULL) break;
//取出PC,存入info
Dl_info info;
dladdr(node->pc, &info);
// printf("%s \n", info.dli_sname);
if (info.dli_sname) {
//判断是不是OC方法，如果不是，需要加下划线存储，反之，则直接存储
NSString *name = @(info.dli_sname);
BOOL isObjc = [name hasPrefix:@"+["] || [name hasPrefix:@"-["];
NSString *symbolName = isObjc ? name : [@"_" stringByAppendingString:name];
[symbolNames addObject:symbolName];
}
}
if (symbolNames.count == 0) {
if (completion) {
completion(nil);
}
return;
}
//取反（队列的存储是反序的）
NSEnumerator *emt = [symbolNames reverseObjectEnumerator];
//去重
NSMutableArray<NSString *> *funcs = [NSMutableArray arrayWithCapacity:symbolNames.count];
NSString *name;
while (name = [emt nextObject]) {
if (![funcs containsObject:name]) {
[funcs addObject:name];
}
}
//去掉自己
[funcs removeObject:functionExclude];
//将数组变成字符串
NSString *funcStr = [funcs componentsJoinedByString:@"\n"];
NSLog(@"Order:\n%@", funcStr);
//字符串写入文件
NSString *filePath = [NSTemporaryDirectory() stringByAppendingPathComponent:@"cjl.order"];
NSData *fileContents = [funcStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
BOOL success = [[NSFileManager defaultManager] createFileAtPath:filePath contents:fileContents attributes:nil];
if (completion) {
completion(success ? filePath : nil);
}
});
}
- 第五步：在
didFinishLaunchingWithOptions方法最后调用】需要注意的是，这里的调用位置是由你决定的，一般来说，是第一个渲染的界面
- 【第六步：
拷贝文件，放入指定位置，并配置路径】一般将该文件放入主项目路径下，并在Build Settings -> Order File中配置./XX.order，下面是配置前后的对比（上边是配置前的熟悉怒，下边是配置后符号顺序的）
