APP性能优化汇总

简介

随着IPhone手机市场的快速发展，苹果对 IOS APP的审核和要求也更加的苛刻。所以APP的性能是决定能否上架，能否给用户更好的用户体验的关键因素之一。性能优化主要包括启动速度、UI反馈与响应、列表的滚动流畅性、内存是否泄漏、图形动画、等方面。

造成卡顿的原因

在VSync信号到来后，系统图形服务会通过CADisplayLink等机制通知App，App主线程开始在CPU中计算显示内容，比如视图的创建、布局计算、图片解码、文本绘制等。随后CPU会将计算好的内容提交到GPU去，由GPU进行变换、合成、渲染。随后GPU会把渲染结果提交到帧缓冲区去，等待下一次VSync信号到来时显示到屏幕上。由于垂直同步的机制，如果在一个VSync时间内，CPU或者GPU没有完成内容提交，则那一帧就会被丢弃，等待下一次机会再显示，而这时显示屏会保留之前的内容不变。这就是界面卡顿的原因。

iOS 设备中的 CPU & GPU

CPU加载资源，对象创建，对象调整，对象销毁，布局计算，Autolayout，文本计算，文本渲染，图片的解码，图像的绘制（Core Graphics）都是在CPU上面进行的。
GPU是一个专门为图形高并发计算而量身定做的处理单元，比CPU使用更少的电来完成工作并且GPU的浮点计算能力要超出CPU很多。GPU的渲染性能要比CPU高效很多，同时对系统的负载和消耗也更低一些，所以在开发中，我们应该尽量让CPU负责主线程的UI调动，把图形显示相关的工作交给GPU来处理，当涉及到光栅化等一些工作时，CPU也会参与进来，这点在后面再详细描述。
相对于CPU来说，GPU能干的事情比较单一：接收提交的纹理（Texture）和顶点描述（三角形），应用变换（transform）、混合（合成）并渲染，然后输出到屏幕上。通常你所能看到的内容，主要也就是纹理（图片）和形状（三角模拟的矢量图形）两类。

CPU & GPU 协同工作

由上图可知，要在屏幕上显示视图，需要CPU和GPU一起协作，CPU计算好显示的内容提交到GPU，GPU渲染完成后将结果放到帧缓存区，随后视频控制器会按照VSync信号逐行读取帧缓冲区的数据，经过可能的数模转换传递给显示器显示。

iOS使用的是双缓冲机制。即GPU会预先渲染好一帧放入一个缓冲区内（前帧缓存），让视频控制器读取，当下一帧渲染好后，GPU会直接把视频控制器的指针指向第二个缓冲器（后帧缓存）。当你视频控制器已经读完一帧，准备读下一帧的时候，GPU会等待显示器的VSync信号发出后，前帧缓存和后帧缓存会瞬间切换，后帧缓存会变成新的前帧缓存，同时旧的前帧缓存会变成新的后帧缓存。

TabViewCell性能分析

重用思想。
（1）我们不仅要对tableview与collectionview的cell进行重用，而且还要对两者的HeardView和FooterView进行重用。
（2）在开发中我们会用到很多重复的视图、模型，比如相似度很高的控件，数据基本类似的model，这时候我们应该考虑如何避免重复创建这些控件和模型，而是利用现有的最少的资源实现想要东西。
（3）对于与重用标识符我们最好使用关键字Static去修饰重用标识符，确保重用标识符在内存中之内创建一次。
（4）Views越多就意味着需要渲染的越多，所以消耗性能就越大，所以重用很重要。
Cell内容布局和Cell动态行高。对于相对复杂度、计算量比较大的布局，我们可以在Cell内容展示之前通过异步方式将展示内容的Frame、cell的行高，依赖关系提前计算好，并做动态缓存，在展示的时候直接将Frame赋值响应的控件。流程：如果缓存有Frame，直接给控件的frame赋值；如果缓存中没有，在Cell内容展示之前通过异步方式将展示内容的Frame和依赖关系提前计算好，给控件的frame赋值，并缓存好计算的frame。
通过instuments中的Core Animation调试。
（1）图层混合。
检测界面多个UI控件叠加的情况，对比图层颜色显示，如果显示为红色，说明使用透明或者半透明的控件，致使GPU计算这些这些图层最终的显示的颜色的时候消耗了大量的GPU资源。检测如果显示为绿色说明没有使用透明或者半透明的控件，性能好。
优化：
1，设置opaque 属性为true。
2，给View设置一个不透明的颜色，没有特殊需要设置白色即可。
（2）图片的颜色格式。
检测Cell上的内容设置图片的颜色格式，如果GPU不支持当前图片的颜色格式，那么就会将图片交给GPU预先进行格式转化，转化成合适的格式需要消耗大量GPU资源，CoreAnimation会将这张图片标记为蓝色。那么GPU支持什么格式呢？苹果的GPU只解析32bit的颜色格式，如果使用Color Copied Images去调试发现是蓝色，那么就找设计去要张格式合适的图吧···
（3）图片大小。
查看图片大小是否正确显示。*如果image size和imageView size不匹配，image会出现黄色。要尽可能的减少黄色的出现，因为image size与imageView size不匹配，会消耗资源压缩图片。
（4）离屏渲染。
离屏渲染（Off-Screen Rendering）指的是GPU在当前屏幕缓冲区以外新开辟一个缓冲区进行渲染操作。
当前屏幕渲染（On-Screen Rendering ），指的是GPU的渲染操作是在当前用于显示的屏幕缓冲区中进行。
离屏渲染的危害，离屏渲染会先在屏幕外创建新缓冲区，离屏渲染结束后，再从离屏切到当前屏幕，把离屏的渲染结果显示到当前屏幕上，这个上下文切换的过程是非常消耗性能的，实际开发中尽可能避免离屏渲染。
导致离屏渲染的原因：

layer.shadow
layer.allowsGroupOpacity or layer.allowsEdgeAntialiasing
layer.shouldRasterize
layer.mask
layer.masksToBounds && layer.cornerRadius

所以在Cell中尽量避免给控件图层使用shadow（阴影）、shouldRasterize（光栅化）、layer.masksToBounds && layer.cornerRadius（设置圆角）等属性。

图片加载方式。
（1）异步加载思想。
加载图片，从内存中查找，如果内存中有数据，则显示图片。如果内存中没有图片，查找本地资源加载到内存，显示图片。如果本地没有数据，异步下载图片，图片下载完成后显示图片，并将图片资源加载到内存和本地。运用这种流程概念能大大优化图片加载，比如SDWebImage框架。
（2）利用OC运行时机制实现Cell的滑动和加载图片。
当tableview的cell上有需要从网络获取的图片的时候，滚动tableView，异步线程会去加载图片，加载完成后主线程就会设置cell的图片，但是会造成卡顿。可以让设置图片的任务在CFRunLoopDefaultMode下进行，当滚动tableView的时候，RunLoop是在 UITrackingRunLoopMode 下进行，不去设置图片，而是当停止的时候，再去设置图片。

-(void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 只在NSDefaultRunLoopMode下执行(刷新图片)
[self.myImageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@""] afterDelay:ti inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];    
}

（3）本地图片加载：从Bunder中加载图片有两种方式，imageWithName和imageWithContentOfFile。imageWithName加载图片的时候会缓存图片到内存，不适合加载太大的图片，不然对消耗大量的内存性能。imageWithContentOfFile仅加载图片不会缓存，适合加载大图片且不会被反复使用的图片，节省内存，提高性能。
（4）图片颜色格式、图片大小：如CoreAnimation上介绍

Cell刷新。
（1）尽量减少使用reloadData刷新Cell，尽可能使用局部刷新。
（2）上下拉刷新功能，尽量设置一次刷新接受的数据条数在10条——15条之内，如果接受的数据过多，数据的处理的过程就越长，展示到UI上就非常慢，界面会出现短暂的空白或者很长时间才展示，体验很差。
用DrawRect方法绘制自定义控件
单元格中的内容可以在自定义Cell中使用DrawRect方法内自己绘制。
Cell高度固定，如果单元格的高度固定，直接使用RowHeight设置高度，性能比在Cell方法中设置高度要好。

避免使用大量的XIB文件。

因为一个程序中XIB文件都是动态加载的，在编译的时候就会被全部加载到内存中。如果程序中使用了大量的XIB文件，不仅影响启动程序的速度，而且还占用了大量内存空间，用户的体验大大折扣。

做任何事都不要阻塞主线程

苹果将所有关于UI操作的内容都放在主线程（UI线程）中，原因是将所有的UI资源放在一个线程中，而且在主线程中任何属性的生命都是用非原子类型的。
（1）为了避免资源抢夺的危险；
（2）为了不用为主线程中的资源枷锁，因为加锁是非常浪费系统资源的。
（3）主线的优先级最好，放在主线程中的操作执行的更快，响应的更加灵敏，用户体验非常好。
（4）所以任何关于UI的操作都要放在主线中去操作。而无关UI的操作最好放到子线程中操作，比如上传、下载、网络请求、定时器等耗时操作。

尽量在ViewWillAppear方法中少写代码。

因为ViewWillAppear实在视图出现之前执行，如果在这个方法中执行了很多操作，会导致程序启动很慢，影响用户体验。

集合的选择和使用

NSSArray：是有序的一组值。用index查询快，但是插入和删除慢。
NSDictionary：是无序的，通过key存储的，所以通过Key查找很快。
Sets：无序的一组值，通过Value查找快，删除和插入块。
所以合理的选择数据封装格式，也更够提高软件性能。

延迟加载（懒加载）

懒加载的思想也是很重要，苹果官方封装的UI控件，大部分都利用到了懒加载的思想，比如ViewController的View，cell上的子视图等。懒加载是在用到的时候才回去加载，这样做不仅避免所用的控件同时添加到内存中，而且还防止了控件的重复创建。

声明对象时尽量避免使用New关键字，多使用init alloc.

因为使用init alloc系统会默认调用initWithZone方法分配内存空间，分配的原则是类型相近就近分配，而New只是简单初始化，内存分配随机，所以使用init alloc声明对象减少了系统寻找堆中对象浪费的资源。

缓存思想。

要想提高软件性能，开发过程中做好缓存至关重要。缓存那些经常使用到而用不怎么变化的数据。比如cell中的动态变化的行高，和图片，我们要为他们做好缓存，下次加载这些资源的时候我们就不要再重复请求，而浪费资源又消耗性能。

对开销大的对象进行约束。

比如我们经常使用的NSdateFormatter对象，初始化非常慢，Time Profile检测显示估算创建NSdateFormatter对象平均耗33ms左右，设置NSdateFormatter对象的属性也会花费大量时间。所以我们针对这样的对象要加以限制，
处理方式：
（1）用static关键字修饰NSdateFormatter对象。
（2）用GCD中的dispatch_once修饰NSdateFormatter对象。
（3）用懒加载的方式加载NSdateFormatter对象。这三种方式都是为了防止NSdateFormatter对象重复初始化，减小系统开销。

正确的选择加载数据的格式。

Josn格式的数据要比XML要快。不过josn更是适合小文档数据，因为josn数据和XML的dom格式数据都是一次性将整个数据文档加载到内存中，所以用于加载小数据更合适。加载大数据我们做好采用XML的SAX格式，因为SAX是一点点的加载到内存，然后一点点的解析，是流式的，所以更适合大数据的加载。

数据存储格式的选择。

Plist格式和对象序列化都需要读写操作，不适合存储大数据，更适合小数据的存储，因为大数据的写和读都很消耗性能。
大数据的本地持久化选择Sqlite和Core Data性能更好，虽然两者的性能相似，但是苹果官方更推荐使用Core Data。Core Data运用了ORM思想（对象关系映射），对象的属性与表中的字段自动映射，不需要任何SQL语句，也不需要对表进行操作，是一种纯面对对象的数据库存储操作，类似安卓开发中用到Hibenate。

数据的展示。

一个页面的数据展示最好要限制每一刷新加载数据的条数，不要过多，限制在10-20之内，新数据的展示和老数据的展示，最好是两个不同URL。还有针对页面中UI中有很多的View，在加载的策略上，完全可以采用多线程技术进行同步加载，只把上半部分放在主线程加载，下半部分放到子线中去加载，这样可以大大降低更新数据的时间，当上半部的数据初始化完毕，下半部分就已经在另一个线程中处理完毕，所以这种加载策略更能优化软件性能。

运用算法逻辑

逻辑运算方面的处理要考虑采用做合适的算法处理运算。尽量减少不要运算资源浪费。

在程序中尽量减少使用webview

因为我们程序中webView并不像Safari浏览器加载的那么快，没有相应的硬件支持等。

Autoreleasepool的正确使用

写基于命令行的的程序时，就是没有UI框架，如AppKit等Cocoa框架时。
如果你编写的循环中创建了大量的临时对象；
创建了新的线程。（非Cocoa程序创建线程时才需要）。
长时间在后台运行的任务。

程序瘦身（未更新中）

征求APP优化策略

关于APP性能优化的方法，将在项目实战中持续更新。希望小伙伴们集思广益，都能参与进来，提供更好更完美的优化策略···