性能优化

CPU和GPU

在屏幕成像的过程中,CPU和GPU起着至关重要的作用

  • CPU(Central Processing Unit,中央处理器)
    对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局计算、文本的计算和排版、图片的格式转换和解码、图像的绘制(Core Graphics)

  • GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)
    纹理的渲染

在iOS中是双缓冲机制,有前帧缓存、后帧缓存

产生卡顿的原因

垂直同步信号 一来 就要把 渲染好的数据显示到屏幕上
如果还没有渲染好 就会掉帧,会显示上一帧的数据,就会产生卡顿

成像过程
同步信号
时间轴

卡顿优化 - CPU

  • 尽量用轻量级的对象,比如用不到事件处理的地方,可以考虑使用CALayer取代UIView
  • 不要频繁地调用UIView的相关属性,比如frame、bounds、transform等属性,尽量减少不必要的修改
  • 尽量提前计算好布局,在有需要时一次性调整对应的属性,不要多次修改属性
  • Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源
  • 图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致
  • 控制一下线程的最大并发数量
  • 尽量把耗时的操作放到子线程
    • 文本处理(尺寸计算、绘制)
    • 图片处理(解码、绘制)

卡顿优化 - GPU

  • 尽量避免短时间内大量图片的显示,尽可能将多张图片合成一张进行显示
  • GPU能处理的最大纹理尺寸是4096x4096,一旦超过这个尺寸,就会占用CPU资源进行处理,所以纹理尽量不要超过这个尺寸
  • 尽量减少视图数量和层次
  • 减少透明的视图(alpha<1),不透明的就设置opaque为YES
  • 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

  • On-Screen Rendering:当前屏幕渲染,在当前用于显示的屏幕缓冲区进行渲染操作
  • Off-Screen Rendering:离屏渲染,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

  • 需要创建新的缓冲区
  • 离屏渲染的整个过程,需要多次切换上下文环境,先是从当前屏幕(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?

  • 光栅化,layer.shouldRasterize = YES
  • 遮罩,layer.mask
  • 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
  • 阴影,layer.shadowXXX
  • 如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染
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
耗电的主要来源
  • CPU处理,Processing
  • 网络,Networking
  • 定位,Location
  • 图像,Graphics
耗电优化
  • 尽可能降低CPU、GPU功耗

  • 少用定时器

  • 优化I/O操作

    • 尽量不要频繁写入小数据,最好批量一次性写入
    • 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
    • 数据量比较大的,建议使用数据库(比如SQLite、CoreData)
  • 网络优化

    • 减少、压缩网络数据
    • 如果多次请求的结果是相同的,尽量使用缓存
    • 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
    • 网络不可用时,不要尝试执行网络请求
    • 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
    • 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
APP启动优化

APP的启动可以分为2种:

  • 冷启动(Cold Launch):从零开始启动APP
  • 热启动(Warm Launch):APP已经在内存中,在后台存活着,再次点击图标启动APP

APP启动时间的优化,主要是针对冷启动进行优化

通过添加环境变量可以打印出APP的启动时间分析(Edit scheme -> Run -> Arguments)
DYLD_PRINT_STATISTICS设置为1

APP的冷启动可以概括为3大阶段

  • dyld (dynamic link editor),Apple的动态链接器,可以用来装载Mach-O文件
    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把可执行文件、动态库都装载完毕后,会通知Runtime进行下一步的处理
  • runtime
    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 、初始化类对象等等)
    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
  • main
APP启动.png

总结一下

  • APP的启动由dyld主导,将可执行文件加载到内存,顺便加载所有依赖的动态库
  • 并由runtime负责加载成objc定义的结构
  • 所有初始化工作结束后,dyld就会调用main函数
  • 接下来就是UIApplicationMain函数,AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法
不同阶段优化
  • dyld
    减少动态库、合并一些动态库(定期清理不必要的动态库)
    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)
    减少C++虚函数数量
    Swift尽量使用struct

  • runtime
    用+initialize方法和dispatch_once取代所有的attribute((constructor))、C++静态构造器、ObjC的+load

  • main
    在不影响用户体验的前提下,尽可能将一些操作延迟,不要全部都放在finishLaunching方法中
    按需加载

你在项目中是怎么优化内存的?

优化你是从哪几方面着手?

列表卡顿的原因可能有哪些?你平时是怎么优化的?

遇到tableView卡顿嘛?会造成卡顿的原因大致有哪些?

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