iOS 应用启动速度优化思路

一般情况下,APP的启动分为冷启动和热启动。

冷启动:在点击App图标启动前,应用进程不在系统里,需要系统新创建一个进程分配给它,冷启动是一次完整的启动过程。
热启动:App在冷启动后,用户将应用退到后台,在应用已经存在于系统中,再次点击启动进入App的过程,这个过程叫热启动。

应用开发启动速度优化主要针对的是冷启动的优化。

用户能感知到的启动慢,基本都是发生在主线程上,导致慢的原因有很多,比如在主线程上进行的大文件的读写任务,在渲染首屏时进行了大量的复杂的计算操作等等,那么,

Q:应用启动时都干了什么?

App启动时间,指从点击App图标开始,到用户看到第一个界面之间的时间,总结来说,一般包括三个阶段:

  1. main()函数执行前;
  2. main()函数执行后;
  3. 首屏渲染完成后;

1. main()函数执行前

  • 加载可执行文件(App中.o文件集合);
  • 加载动态链接库,进行rebase指针调整和bing符号绑定;
  • Objc运行时初始处理,包括Objc相关类的注册,category注册等;
  • 初始化,包括执行+load()attribute((constructor))修饰的函数的调用,创建C++全局静态变量;

相对应的,在这个阶段,可以做的优化有:

  • 减少动态库加载。每个库本身都有依赖关系,苹果建议使用更少的动态库,且建议在使用动态库较多时,把多个动态库合并为一个动态库。
  • 减少加载在启动后暂不会使用的类和方法。
  • +load()方法里的内容,可以放在首屏渲染后再去做,或者使用+initialize()替代在+load()里,运行时进行方法替换操作会有大概4毫秒的延迟,当方法多时,会有明显的时间延迟)。
    关于+load和+initialize的一点笔记https://www.jianshu.com/p/1ffc20730cf4
  • 减少C++全局变量数量

2. main()函数执行后

指从main()函数开始,到appdelegate里的didFinishLaunchingWithOptions方法里首屏渲染方法执行完。首页的业务代码都在这里,包括:

  • 首屏初始化所需文件的读写操作;
  • 首屏列表大数据的读取;
  • 首屏渲染的各种计算;

很多时候,开发者都会把各种初始化工作放在这个阶段进行,导致渲染完成滞后。
优化方式:从功能上梳理出哪些是首屏渲染必要的初始化功能,哪些是App启动必要的初始化功能,把不是必须要在这里执行的,放在用到的地方再去初始化。

3. 首屏渲染完成后

这个阶段主要完成的是非首屏渲染的其他业务的初始化,注册,监听等,也就是didFinishLaunchingWithOptions方法里首屏之外的,其他所有代码。

这个阶段用户已经可以看到App的首页信息了,所以优化等级放在最后,但是也要注意避免主线程卡住,不然看到界面了,还要等好久才可以操作。


功能级别优化

针对main()函数执行后这个阶段,只处理首屏渲染相关业务,其他的所有都放在下个阶段处理;

方法级别优化

更进一步,检查首屏渲染完成前,主线程上有哪些耗时的方法,将没必要的方法要么滞后处理,要么异步处理。
通常这种耗时较长的方法发生在计算大量数据的情况下,比如加载,编辑,存储图片和文件。

除了对资源的优化处理,还有对方法的,一个+load()方法就是4毫秒,ReactiveCoco(iOS响应式编程框架)中一个信号的创建就需要6毫秒,如果不注意,在启动时创建了大量类似这种方法,对启动速度也是有影响的。

对App启动速度的监控,主要有两个方法:

  1. 定时抓取主线程上的方法调用堆栈,计算一段时间里各个方法的耗时。
    xcode里的自带工具包Instruments里有个TimeProfiler,使用的就是这种方法。
  2. 对objc_msgSend方法进行hook来掌握方法的执行耗时。

hook方法,指在原方法执行时,换成其他的你指定的方法,或者在原方法执行前后,执行你指定的方法,来达到掌握和改变指定方法的目的。
这种hook方法的操作非常精确,但是只能针对OC的方法,

emmm,具体方法,未完待续。。。

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