IOS性能优化

启动优化

1、ios启动分为冷启动与热启动
2、app冷启动分为三个阶段:dyld、runtime、main
2、通过添加环境变量可以打印app的启动时间分析,向edit scheme - run - enviorment variables添加DYLD_PRINT_STATISTICS为1项目启动后打印台会打印pre-main阶段的启动分析日志,如果需要更详细的打印信息请设置DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS为1。

Total pre-main time:  36.51 milliseconds (100.0%)
         dylib loading time: 101.90 milliseconds (279.0%)
        rebase/binding time: 126687488.8 seconds (267053537.0%)
            ObjC setup time:  10.67 milliseconds (29.2%)
           initializer time:  46.23 milliseconds (126.6%)
           slowest intializers :
             libSystem.B.dylib :   4.20 milliseconds (11.5%)
   libBacktraceRecording.dylib :   6.91 milliseconds (18.9%)
               libobjc.A.dylib :   1.89 milliseconds (5.1%)
                CoreFoundation :   1.09 milliseconds (2.9%)
    libMainThreadChecker.dylib :  28.34 milliseconds (77.6%)
        libLLVMContainer.dylib :   1.19 milliseconds (3.2%)
  • dyld阶段
    全称dynamic link editor,Apple的动态链接器,可以用来装载Mach-O文件(可执行文件、动态库等)
    启动app时dyld所做的事情有:
    1、装载app的可执行文件,同时会递归加载所有依赖的动态库
    2、当dyld把所有的可执行文件、动态库加载完毕后,会通知runtime进行下一步处理

  • 优化方案:
    1、减少动态库、合并动态库、定期清理不必要的动态库
    2、减少objc类、分类的数量、减少selector数量、定期清理不必要的类、分类
    3、减少C++虚函数的数量
    4、swift尽量使用struct

  • runtime阶段
    1、调用map_ images进行可执行文件内容的解析和处理
    2、在load_images中调用call_load_methods,调用所有Class和Category的+load方法
    3、进行各种objc结构的初始化(注册objc类,初始化类对象等)
    4、调用c++静态初始化器和attribute((constructor))修饰的函数
    到此为止,可执行文件和动态库中所有的符号(class、protocol、selector、IMP,...)都已经按格式成功加载到内存中,被runtime所管理。

  • 优化方案
    1、使用initialize方法和dispach_once取代所有的attribute((constructor))、C++静态构造器、objc的+load方法

  • main阶段
    1、所有初始化工作完成后,dyld就会调用main函数
    2、接下来就是UIApplicationMain函数,AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法。

  • 优化方案
    1、在不影响用户体验的前提下,尽可能将一些操作延迟,不要全部放在application:didFinishLaunchingWithOptions:方法中
    2、按需加载

卡顿优化

  • CPU与GPU
    在屏幕成像过程中CPU与GPU起着至关重要的作用。
    1、CPU(Central Processing Unit,中央处理器),对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局的计算、文本的计算和排版、图片的格式转码和解码、图片的绘制(Core Graphics)
    2、GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器),主要负责纹理的渲染


    CPU与GPU.png

    3、ios使用双缓存机制,有前帧缓存和后帧缓存

  • 卡顿检测
    平时所说的“卡顿”主要是因为在主线程执行了比较耗时的操作。可以添加Observer到主线程RunLoop中,通过监听RunLoop状态切换的耗时,以达到监控卡顿的目的

  • 界面卡顿的根本原因
    1、Vsync垂直同步信号,按照60FPS的刷帧率,每隔16ms(1000ms/60FPS)就会有一次Vsync信号
    2、在Vsync垂直同步信号来之前CPU与GPU尚未完成帧缓存区的渲染,导致掉帧也就是卡顿。

  • CPU优化方案
    1、尽量使用轻量级对象,比如使用int代替NSInteger或NSNumber,在用不到事件处理的地方使用CALayer取代UIView等
    2、不要频繁的调用UIView的相关属性,比如Frame、bounds、transform等属性,尽量减少不必要的修改
    3、尽量提前计算好布局,在有需要时尽量一次性调整好属性,不要多次修改属性
    4、AutoLayout会比直接设置Frame消耗更多的CPU资源
    5、图片的size最好跟UIImageView的size保持一致
    6、控制一下线程的最大并发数量
    7、尽量把耗时操作放到子线程(文本的尺寸计算绘制、图片的解码绘制等)

  • GPU优化方案
    1、避免短时间内大量的图片显示,尽可能将多张图片合成一张进行显示
    2、GPU能处理的最大纹理尺寸是4096*4096,一旦超过这个尺寸,就会占用CPU资源进行处理,所以纹理尽量别超过此尺寸
    3、尽量减少视图数量和层次
    4、减少透明的视图(alpha<1),不透明的就设置opaque为1
    5、尽量避免出现离屏渲染

离屏渲染

在openGL中GPU有2种渲染方式
1、当前屏幕渲染(On-Screen Rendering),在当前用于显示的屏幕缓冲区进行渲染操作
2、离屏渲染(Off-Screen Rendering),在当前屏幕缓冲区以外新开辟一个缓冲区进行渲染操作

离屏渲染消耗性能的原因:
1、需要创建新的缓冲区
2、离屏渲染整个过程需要多次切换上下文环境,首先需要从当前屏幕(On-Screen)切换到离屏(Off-Screen);等到离屏渲染结束以后,将离屏渲染缓冲区的渲染结果显示到屏幕上,又需要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕

哪些操作会触发离屏渲染?
1、光栅化,layer.shouldRasterize = YES
2、遮罩,layer.mask
3、圆角,同时设置layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0。考虑通过CoreGraphics绘制裁剪圆角,或者叫美工提供圆角图片
4、阴影,layer.shadowXXX。如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染

耗电优化

耗电的主要来源

CPU处理(Processing)
网络(Networking)
定位(Location)
图像(Graphics)

耗电优化的主要思路
1、尽量减少CPU、GPU的功耗
2、少用定时器
3、优化I/O操作

1、尽量不要频繁写入小数据,最好批量一次性写入
2、读写大量重要数据时,考虑用dispatch_io,其提供了基于GCD的异步操作文件I/O的API。用dispatch_io系统会优化磁盘访问
3、数据量比较大的,建议使用数据库(比如SQLite、CoreData)

  • 网络优化
    1、减少、压缩网络数据
    2、如果多次请求的结果是相同的,尽量使用缓存
    3、使用断点续传,否则网络不稳定时可能多次传输相同的内容
    4、 网络不可用时,不要尝试执行网络请求
    5、让用户可以取消长时间运行或者速度很慢的网络操作,设置合适的超时时间
    6、批量传输,比如,下载视频流时,不要传输很小的数据包,直接下载整个文件或者一大块一大块地下载。如果下载广告,一次性多下载一些,然后再慢慢展示。如果下载电子邮件,一次下载多封,不要一封一封地下载

  • 定位优化
    1、如果只是需要快速确定用户位置,最好用CLLocationManager的requestLocation方法。定位完成后,会自动让定位硬件断电
    2、如果不是导航应用,尽量不要实时更新位置,定位完毕就关掉定位服务
    3、尽量降低定位精度,比如尽量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
    4、需要后台定位时,尽量设置pausesLocationUpdatesAutomatically为YES,如果用户不太可能移动的时候系统会自动暂停位置更新
    5、尽量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges,优先考虑startMonitoringForRegion:

  • 硬件检测优化
    用户移动、摇晃、倾斜设备时,会产生动作(motion)事件,这些事件由加速度计、陀螺仪、磁力计等硬件检测。在不需要检测的场合,应该及时关闭这些硬件

安装包瘦身

安装包(IPA)主要由可执行文件、资源组成

1)、Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES。
2)、去掉异常支持,Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions设置为NO, Other C Flags添加-fno-exceptions

2、利用AppCode(https://www.jetbrains.com/objc/)检测未使用的代码:菜单栏 -> Code -> Inspect Code
3、编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码

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