一 CPU和GPU
在屏幕成像的過程中，CPU和GPU起著至關重要的作用
CPU（Central Processing Unit，中央處理器）
對象的創(chuàng)建和銷毀、對象屬性的調整、布局計算、文本的計算和排版、圖片的格式轉換和解碼、圖像的繪制（Core Graphics）GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理器）
紋理的渲染
下圖展示視圖如何顯示
在iOS中是雙緩沖機制，有前幀緩存、后幀緩存
二 屏幕成像原理
三 卡頓原因，解決，監(jiān)測
卡頓產(chǎn)生的原因：因為CPU或者GPU所花費的時間過長，導致垂直信號來的時候，CPU計算或者GPU渲染未完成，從而掉幀。
- 卡頓解決的主要思路
(1) 盡可能減少CPU、GPU資源消耗
(2) 按照60FPS的刷幀率，每隔16ms就會有一次VSync信號
我們從CPU和GPU兩方面入手進行卡頓優(yōu)化
3.1 卡頓優(yōu)化 - CPU
盡量用輕量級的對象，比如用不到事件處理的地方，可以考慮使用CALayer取代UIView
不要頻繁地調用UIView的相關屬性，比如frame、bounds、transform等屬性，盡量減少不必要的修改
盡量提前計算好布局，在有需要時一次性調整對應的屬性，不要多次修改屬性
Autolayout會比直接設置frame消耗更多的CPU資源
圖片的size最好剛好跟UIImageView的size保持一致
控制一下線程的最大并發(fā)數(shù)量
-
盡量把耗時的操作放到子線程
- 文本處理（尺寸計算、繪制）
- 圖片處理（解碼、繪制）
3.2 卡頓優(yōu)化 - GPU
盡量避免短時間內(nèi)大量圖片的顯示，盡可能將多張圖片合成一張進行顯示
GPU能處理的最大紋理尺寸是4096x4096，一旦超過這個尺寸，就會占用CPU資源進行處理，所以紋理盡量不要超過這個尺寸
盡量減少視圖數(shù)量和層次
減少透明的視圖（alpha<1），不透明的就設置opaque為YES
盡量避免出現(xiàn)離屏渲染
3.3 離屏渲染
- 在OpenGL中，GPU有2種渲染方式
-
On-Screen Rendering：當前屏幕渲染，在當前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)進行渲染操作 -
Off-Screen Rendering：離屏渲染，在當前屏幕緩沖區(qū)以外新開辟一個緩沖區(qū)進行渲染操作
- 離屏渲染消耗性能的原因
- 需要創(chuàng)建新的緩沖區(qū)
- 離屏渲染的整個過程，需要多次切換上下文環(huán)境，先是從當前屏幕（On-Screen）切換到離屏（Off-Screen）；等到離屏渲染結束以后，將離屏緩沖區(qū)的渲染結果顯示到屏幕上，又需要將上下文環(huán)境從離屏切換到當前屏幕
- 哪些操作會觸發(fā)離屏渲染？
光柵化，layer.shouldRasterize = YES遮罩，layer.mask圓角，同時設置layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0
解決思路：考慮通過CoreGraphics繪制裁剪圓角，或者叫美工提供圓角圖片陰影，layer.shadowXXX
解決思路：如果設置了layer.shadowPath就不會產(chǎn)生離屏渲染
- 卡頓檢測
平時所說的“卡頓”主要是因為在主線程執(zhí)行了比較耗時的操作
可以添加Observer到主線程RunLoop中，通過監(jiān)聽RunLoop狀態(tài)切換的耗時，以達到監(jiān)控卡頓的目的
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四 耗電的主要來源
CPU處理，
Processing網(wǎng)絡，
Networking定位，
Location圖像，
Graphics
4.1 耗電優(yōu)化
盡可能降低CPU、GPU功耗
少用定時器
優(yōu)化I/O操作
- 盡量不要頻繁寫入小數(shù)據(jù)，最好批量一次性寫入
- 讀寫大量重要數(shù)據(jù)時，考慮用dispatch_io，其提供了基于GCD的異步操作文件I/O的API。用dispatch_io系統(tǒng)會優(yōu)化磁盤訪問
- 數(shù)據(jù)量比較大的，建議使用數(shù)據(jù)庫（比如SQLite、CoreData）
- 網(wǎng)絡優(yōu)化
- 減少、壓縮網(wǎng)絡數(shù)據(jù)
- 如果多次請求的結果是相同的，盡量使用緩存
- 使用斷點續(xù)傳，否則網(wǎng)絡不穩(wěn)定時可能多次傳輸相同的內(nèi)容
- 網(wǎng)絡不可用時，不要嘗試執(zhí)行網(wǎng)絡請求
- 讓用戶可以取消長時間運行或者速度很慢的網(wǎng)絡操作，設置合適的超時時間
- 批量傳輸，比如，下載視頻流時，不要傳輸很小的數(shù)據(jù)包，直接下載整個文件或者一大塊一大塊地下載。如果下載廣告，一次性多下載一些，然后再慢慢展示。如果下載電子郵件，一次下載多封，不要一封一封地下載
- 定位優(yōu)化
- 如果只是需要快速確定用戶位置，最好用CLLocationManager的requestLocation方法。定位完成后，會自動讓定位硬件斷電
- 如果不是導航應用，盡量不要實時更新位置，定位完畢就關掉定位服務
- 盡量降低定位精度，比如盡量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
- 需要后臺定位時，盡量設置pausesLocationUpdatesAutomatically為YES，如果用戶不太可能移動的時候系統(tǒng)會自動暫停位置更新
- 盡量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges，優(yōu)先考慮startMonitoringForRegion:
- 硬件檢測優(yōu)化
- 用戶移動、搖晃、傾斜設備時，會產(chǎn)生動作(motion)事件，這些事件由加速度計、陀螺儀、磁力計等硬件檢測。在不需要檢測的場合，應該及時關閉這些硬件
五 APP的啟動
- APP的啟動可以分為2種
-
冷啟動（Cold Launch）：從零開始啟動APP -
熱啟動（Warm Launch）：APP已經(jīng)在內(nèi)存中，在后臺存活著，再次點擊圖標啟動APP
APP啟動時間的優(yōu)化，主要是針對冷啟動進行優(yōu)化
通過添加環(huán)境變量可以打印出APP的啟動時間分析
- (Edit scheme -> Run -> Arguments)
DYLD_PRINT_STATISTICS設置為1 - 如果需要更詳細的信息，那就將
DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS設置為1
運行結果
5.1 APP的啟動
APP的冷啟動可以概括為3大階段
- dyld
- runtime
- main
5.2 APP的啟動 - dyld
dyld（dynamic link editor），Apple的動態(tài)鏈接器，可以用來裝載Mach-O文件（可執(zhí)行文件、動態(tài)庫等）啟動APP時，dyld所做的事情有
<1> 裝載APP的可執(zhí)行文件，同時會遞歸加載所有依賴的動態(tài)庫
<2> 當dyld把可執(zhí)行文件、動態(tài)庫都裝載完畢后，會通知Runtime進行下一步的處理
5.3 APP的啟動 - runtime
- 啟動APP時，runtime所做的事情有
- 調用map_images進行可執(zhí)行文件內(nèi)容的解析和處理
- 在load_images中調用call_load_methods，調用所有Class和Category的+load方法
- 進行各種objc結構的初始化（注冊Objc類 、初始化類對象等等）
- 調用C++靜態(tài)初始化器和attribute((constructor))修飾的函數(shù)
- 到此為止，可執(zhí)行文件和動態(tài)庫中所有的符號(Class，Protocol，Selector，IMP，…)都已經(jīng)按格式成功加載到內(nèi)存中，被runtime 所管理
5.4 APP的啟動 - main
總結一下
- APP的啟動由dyld主導，將可執(zhí)行文件加載到內(nèi)存，順便加載所有依賴的動態(tài)庫
- 并由runtime負責加載成objc定義的結構
- 所有初始化工作結束后，dyld就會調用main函數(shù)
- 接下來就是UIApplicationMain函數(shù)，AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法
5.5 APP的啟動優(yōu)化
按照不同的階段
dyld
- 減少動態(tài)庫、合并一些動態(tài)庫（定期清理不必要的動態(tài)庫）
- 減少Objc類、分類的數(shù)量、減少Selector數(shù)量（定期清理不必要的類、分類）
- 減少C++虛函數(shù)數(shù)量
- Swift盡量使用struct
runtime
- 用+initialize方法和dispatch_once取代所有的attribute((constructor))、C++靜態(tài)構造器、ObjC的+load
main
- 在不影響用戶體驗的前提下，盡可能將一些操作延遲，不要全部都放在finishLaunching方法中
- 按需加載
六 安裝包瘦身
安裝包（IPA）主要由可執(zhí)行文件、資源組成
資源（圖片、音頻、視頻等）
- 采取無損壓縮
- 去除沒有用到的資源： LSUnusedResources
- 可執(zhí)行文件瘦身
- 編譯器優(yōu)化
-
Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default等參數(shù)設置為YES - 去掉異常支持，
Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions設置為NO，Other C Flags添加-fno-exceptions - 利用 AppCode 檢測未使用的代碼：菜單欄 -> Code -> Inspect Code
- 編寫LLVM插件檢測出重復代碼、未被調用的代碼
七 LinkMap
- 生成LinkMap文件，可以查看可執(zhí)行文件的具體組成
- 可借助第三方工具解析LinkMap文件： LinkMap
本文參考MJ底層原理教程，非常感謝
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