iOS性能優(yōu)化

目錄

####入門級(這是些你一定會經(jīng)常用在你app開發(fā)中的建議)

  1.用ARC管理內(nèi)存
  2. 在正確的地方使用reuseIdentifier
  3. 盡可能使Views透明
   4. 避免龐大的XIB
   5. 不要block主線程
   6. 在Image Views中調(diào)整圖片大小
   7. 選擇正確的Collection
   8. 打開gzip壓縮

####中級(這些是你可能在一些相對復(fù)雜情況下可能用到的)

   9. 重用和延遲加載Views
   10. Cache, Cache, 還是Cache!
   11. 權(quán)衡渲染方法
   12. 處理內(nèi)存警告
    13. 重用大開銷的對象
    14. 優(yōu)化你的Table View
    15. 選擇正確的數(shù)據(jù)存儲選項

####進階級(這些建議只應(yīng)該在你確信他們可以解決問題和得心應(yīng)手的情況下采用)

   16. 加速啟動時間
    17. 使用Autorelease Pool
    18. 選擇是否緩存圖片
    19. 盡量避免日期格式轉(zhuǎn)換

初學(xué)者性能提升

1. 用ARC管理內(nèi)存

ARC(Automatic Reference Counting, 自動引用計數(shù))和iOS5一起發(fā)布,它避免了最常見的也就是經(jīng)常是由于我們忘記釋放內(nèi)存所造成的內(nèi)存泄露。它自動為你管理retain和release的過程,所以你就不必去手動干預(yù)了。

2. 在正確的地方使用 reuseIdentifier

一個開發(fā)中常見的錯誤就是沒有給UITableViewCells, UICollectionViewCells,甚至是UITableViewHeaderFooterViews設(shè)置正確的reuseIdentifier。

為了性能最優(yōu)化,table view用 tableView:cellForRowAtIndexPath: 為rows分配cells的時候,它的數(shù)據(jù)應(yīng)該重用自UITableViewCell。 一個table view維持一個隊列的數(shù)據(jù)可重用的UITableViewCell對象。

不使用reuseIdentifier的話,每顯示一行table view就不得不設(shè)置全新的cell。這對性能的影響可是相當大的,尤其會使app的滾動體驗大打折扣。

自iOS6起,除了UICollectionView的cells和補充views,你也應(yīng)該在header和footer views中使用reuseIdentifiers。

想要使用reuseIdentifiers的話,在一個table view中添加一個新的cell時在data source object中添加這個方法:

  NSString *CellIdentifier = @“Cell”;

 UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:CellIdentifier forIndexPath:indexPath];

這個方法把那些已經(jīng)存在的cell從隊列中排除,或者在必要時使用先前注冊的nib或者class創(chuàng)造新的cell。如果沒有可重用的cell,你也沒有注冊一個class或者nib的話,這個方法返回nil。

3.盡量把views設(shè)置為透明

如果你有透明的Views你應(yīng)該設(shè)置它們的opaque屬性為YES。

原因是這會使系統(tǒng)用一個最優(yōu)的方式渲染這些views。這個簡單的屬性在IB或者代碼里都可以設(shè)定。

Apple的文檔對于為圖片設(shè)置透明屬性的描述是:

(opaque)這個屬性給渲染系統(tǒng)提供了一個如何處理這個view的提示。如果設(shè)為YES, 渲染系統(tǒng)就認為這個view是完全不透明的,這使得渲染系統(tǒng)優(yōu)化一些渲染過程和提高性能。如果設(shè)置為NO,渲染系統(tǒng)正常地和其它內(nèi)容組成這個View。默認值是YES。

在相對比較靜止的畫面中,設(shè)置這個屬性不會有太大影響。然而當這個view嵌在scroll view里邊,或者是一個復(fù)雜動畫的一部分,不設(shè)置這個屬性的話會在很大程度上影響app的性能。

你可以在模擬器中用Debug\Color Blended Layers選項來發(fā)現(xiàn)哪些view沒有被設(shè)置為opaque。目標就是,能設(shè)為opaque的就全設(shè)為opaque!

4. 避免過于龐大的XIB

iOS5中加入的Storyboards(分鏡)正在快速取代XIB。然而XIB在一些場景中仍然很有用。比如你的app需要適應(yīng)iOS5之前的設(shè)備,或者你有一個自定義的可重用的view,你就不可避免地要用到他們。

如果你不得不XIB的話,使他們盡量簡單。嘗試為每個Controller配置一個單獨的XIB,盡可能把一個View Controller的view層次結(jié)構(gòu)分散到單獨的XIB中去。

需要注意的是,當你加載一個XIB的時候所有內(nèi)容都被放在了內(nèi)存里,包括任何圖片。如果有一個不會即刻用到的view,你這就是在浪費寶貴的內(nèi)存資源了。Storyboards就是另一碼事兒了,storyboard僅在需要時實例化一個view controller.

當家在XIB是,所有圖片都被chache,如果你在做OS X開發(fā)的話,聲音文件也是。Apple在相關(guān)文檔中的記述是:

當你加載一個引用了圖片或者聲音資源的nib時,nib加載代碼會把圖片和聲音文件寫進內(nèi)存。在OS X中,圖片和聲音資源被緩存在named cache中以便將來用到時獲取。在iOS中,僅圖片資源會被存進named caches。取決于你所在的平臺,使用NSImage 或UIImage 的imageNamed:方法來獲取圖片資源。

5. 不要阻塞主線程

永遠不要使主線程承擔(dān)過多。因為UIKit在主線程上做所有工作,渲染,管理觸摸反應(yīng),回應(yīng)輸入等都需要在它上面完成。

一直使用主線程的風(fēng)險就是如果你的代碼真的block了主線程,你的app會失去反應(yīng)。這。。。正是在App Store中拿到一顆星的捷徑 :]

大部分阻礙主進程的情形是你的app在做一些牽涉到讀寫外部資源的I/O操作,比如存儲或者網(wǎng)絡(luò)。

你可以使用NSURLConnection異步地做網(wǎng)絡(luò)操作:

  • (void)sendAsynchronousRequest:(NSURLRequest )request queue:(NSOperationQueue )queue completionHandler:(void (^)(NSURLResponse, NSData, NSError*))handler

或者使用像 AFNetworking這樣的框架來異步地做這些操作。

如果你需要做其它類型的需要耗費巨大資源的操作(比如時間敏感的計算或者存儲讀寫)那就用 Grand Central Dispatch,或者 NSOperation 和 NSOperationQueues.

下面代碼是使用GCD的模板

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

// switch to a background thread and perform your expensive operation

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

// switch back to the main thread to update your UI

});

});

發(fā)現(xiàn)代碼中有一個嵌套的dispatch_async嗎?這是因為任何UIKit相關(guān)的代碼需要在主線程上進行。

如果你對 NSOperation 或者GCD 的細節(jié)感興趣的話,看看Ray Wenderlich的 Multithreading and Grand Central Dispatch on iOS for Beginners, 還有 Soheil Azarpour 的 How To Use NSOperations and NSOperationQueues 教程。

6. 在Image Views中調(diào)整圖片大小

如果要在UIImageView中顯示一個來自bundle的圖片,你應(yīng)保證圖片的大小和UIImageView的大小相同。在運行中縮放圖片是很耗費資源的,特別是UIImageView嵌套在UIScrollView中的情況下。

如果圖片是從遠端服務(wù)加載的你不能控制圖片大小,比如在下載前調(diào)整到合適大小的話,你可以在下載完成后,最好是用background thread,縮放一次,然后在UIImageView中使用縮放后的圖片。

7. 選擇正確的Collection

學(xué)會選擇對業(yè)務(wù)場景最合適的類或者對象是寫出能效高的代碼的基礎(chǔ)。當處理collections時這句話尤其正確。

Apple有一個 Collections Programming Topics 的文檔詳盡介紹了可用的classes間的差別和你該在哪些場景中使用它們。這對于任何使用collections的人來說是一個必讀的文檔。

…這是一些常見collection的總結(jié):

  • Arrays: 有序的一組值。使用index來lookup很快,使用value lookup很慢, 插入/刪除很慢。
  • Dictionaries: 存儲鍵值對。 用鍵來查找比較快。
  • Sets: 無序的一組值。用值來查找很快,插入/刪除很快。
8. 打開gzip壓縮

大量app依賴于遠端資源和第三方API,你可能會開發(fā)一個需要從遠端下載XML, JSON, HTML或者其它格式的app。

問題是我們的目標是移動設(shè)備,因此你就不能指望網(wǎng)絡(luò)狀況有多好。一個用戶現(xiàn)在還在edge網(wǎng)絡(luò),下一分鐘可能就切換到了3G。不論什么場景,你肯定不想讓你的用戶等太長時間。

減小文檔的一個方式就是在服務(wù)端和你的app中打開gzip。這對于文字這種能有更高壓縮率的數(shù)據(jù)來說會有更顯著的效用。

好消息是,iOS已經(jīng)在NSURLConnection中默認支持了gzip壓縮,當然AFNetworking這些基于它的框架亦然。像Google App Engine這些云服務(wù)提供者也已經(jīng)支持了壓縮輸出。

如果你不知道如何利用Apache或者IIS(服務(wù)器)來打開gzip,可以讀下這篇文章。

中級性能提升

9. 重用和延遲加載(lazy load) Views

更多的view意味著更多的渲染,也就是更多的CPU和內(nèi)存消耗,對于那種嵌套了很多view在UIScrollView里邊的app更是如此。

這里我們用到的技巧就是模仿UITableViewUICollectionView的操作: 不要一次創(chuàng)建所有的subview,而是當需要時才創(chuàng)建,當它們完成了使命,把他們放進一個可重用的隊列中。

這樣的話你就只需要在滾動發(fā)生時創(chuàng)建你的views,避免了不劃算的內(nèi)存分配。

創(chuàng)建views的能效問題也適用于你app的其它方面。想象一下一個用戶點擊一個按鈕的時候需要呈現(xiàn)一個view的場景。有兩種實現(xiàn)方法:

1. 創(chuàng)建并隱藏這個view當這個screen加載的時候,當需要時顯示它;
2. 當需要時才創(chuàng)建并展示。

每個方案都有其優(yōu)缺點。

用第一種方案的話因為你需要一開始就創(chuàng)建一個view并保持它直到不再使用,這就會更加消耗內(nèi)存。然而這也會使你的app操作更敏感因為當用戶點擊按鈕的時候它只需要改變一下這個view的可見性。

第二種方案則相反-消耗更少內(nèi)存,但是會在點擊按鈕的時候比第一種稍顯卡頓。

10. Cache, Cache, 還是Cache!

一個極好的原則就是,緩存所需要的,也就是那些不大可能改變但是需要經(jīng)常讀取的東西。

我們能緩存些什么呢?一些選項是,遠端服務(wù)器的響應(yīng),圖片,甚至計算結(jié)果,比如UITableView的行高。

NSURLConnection默認會緩存資源在內(nèi)存或者存儲中根據(jù)它所加載的HTTP Headers。你甚至可以手動創(chuàng)建一個NSURLRequest然后使它只加載緩存的值。

下面是一個可用的代碼段,你可以可以用它去為一個基本不會改變的圖片創(chuàng)建一個NSURLRequest并緩存它:

+ (NSMutableURLRequest *)imageRequestWithURL:(NSURL *)url {

NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url];

request.cachePolicy = NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad;
// this will make sure the request always returns the cached image

request.HTTPShouldHandleCookies = NO;

request.HTTPShouldUsePipelining = YES;

[request addValue:@"image/*"``forHTTPHeaderField:@``"Accept”];

return request;

}

注意你可以通過 NSURLConnection 獲取一個URL request, AFNetworking也一樣的。這樣你就不必為采用這條tip而改變所有的networking代碼了。

如果想了解更多關(guān)于HTTP caching, NSURLCache, NSURLConnection的相關(guān)知識,可以讀下這篇文章()

如果你需要緩存其它不是HTTP Request的東西,你可以用NSCache。

NSCache和NSDictionary類似,不同的是系統(tǒng)回收內(nèi)存的時候它會自動刪掉它的內(nèi)容。 Mattt Thompson有一篇很棒的關(guān)于它的文章::http://nshipster.com/nscache/

如果你對HTTP感興趣可以讀下Google的這篇 best-practices document on HTTP caching

11. 權(quán)衡渲染方法

在iOS中可以有很多方法做出漂亮的按鈕。你可以用整幅的圖片,可調(diào)大小的圖片,uozhe可以用CALayer, CoreGraphics甚至OpenGL來畫它們。

當然每個不同的解決方法都有不同的復(fù)雜程度和相應(yīng)的性能。有一篇Apple UIKit team中的一員Andy Matuschak推薦過的很棒的關(guān)于graphic性能的帖子很值得一讀。

簡單來說,就是用事先渲染好的圖片更快一些,因為如此一來iOS就免去了創(chuàng)建一個圖片再畫東西上去然后顯示在屏幕上的程序。問題是你需要把所有你需要用到的圖片放到app的bundle里面,這樣就增加了體積 – 這就是使用可變大小的圖片更好的地方了: 你可以省去一些不必要的空間,也不需要再為不同的元素(比如按鈕)來做不同的圖。

然而,使用圖片也意味著你失去了使用代碼調(diào)整圖片的機動性,你需要一遍又一遍不斷地重做他們,這樣就很浪費時間了,而且你如果要做一個動畫效果,雖然每幅圖只是一些細節(jié)的變化你就需要很多的圖片造成bundle大小的不斷增大。

總得來說,你需要權(quán)衡一下利弊,到底是要性能能還是要bundle保持合適的大小。

12. 處理內(nèi)存警告

一旦系統(tǒng)內(nèi)存過低,iOS會通知所有運行中app。在官方文檔中是這樣記述:
如果你的app收到了內(nèi)存警告,它就需要盡可能釋放更多的內(nèi)存。最佳方式是移除對緩存,圖片object和其他一些可以重創(chuàng)建的objects的strong references.

幸運的是,UIKit提供了幾種收集低內(nèi)存警告的方法:

  • 在app delegate中使用applicationDidReceiveMemoryWarning: 的方法
  • 在你的自定義UIViewController的子類(subclass)中覆蓋didReceiveMemoryWarning
  • 注冊并接收 UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification 的通知

一旦收到這類通知,你就需要釋放任何不必要的內(nèi)存使用。
例如,UIViewController的默認行為是移除一些不可見的view, 它的一些子類則可以補充這個方法,刪掉一些額外的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個有圖片緩存的app可以移除不在屏幕上顯示的圖片。

這樣對內(nèi)存警報的處理是很必要的,若不重視,你的app就可能被系統(tǒng)殺掉。

然而,當你一定要確認你所選擇的object是可以被重現(xiàn)創(chuàng)建的來釋放內(nèi)存。一定要在開發(fā)中用模擬器中的內(nèi)存提醒模擬去測試一下。

13. 重用大開銷對象

一些objects的初始化很慢,比如NSDateFormatter和NSCalendar。然而,你又不可避免地需要使用它們,比如從JSON或者XML中解析數(shù)據(jù)。

想要避免使用這個對象的瓶頸你就需要重用他們,可以通過添加屬性到你的class里或者創(chuàng)建靜態(tài)變量來實現(xiàn)。

注意如果你要選擇第二種方法,對象會在你的app運行時一直存在于內(nèi)存中,和單例(singleton)很相似。

下面的代碼說明了使用一個屬性來延遲加載一個date formatter. 第一次調(diào)用時它會創(chuàng)建一個新的實例,以后的調(diào)用則將返回已經(jīng)創(chuàng)建的實例:

// in your .h or inside a class extension

@property (nonatomic, strong) NSDateFormatter *formatter;

// inside the implementation (.m)

// When you need, just use self.formatter

- (NSDateFormatter *)formatter {

if(! _formatter) {

_formatter = [[NSDateFormatter alloc] init];

_formatter.dateFormat = @"EEE MMM dd HH:mm:ss Z yyyy”;
// twitter date format

}

return _formatter;

}

還需要注意的是,其實設(shè)置一個NSDateFormatter的速度差不多是和創(chuàng)建新的一樣慢的!所以如果你的app需要經(jīng)常進行日期格式處理的話,你會從這個方法中得到不小的性能提升。

14. 優(yōu)化Table View

Table view需要有很好的滾動性能,不然用戶會在滾動過程中發(fā)現(xiàn)動畫的瑕疵。

為了保證table view平滑滾動,確保你采取了以下的措施:

正確使用`reuseIdentifier`來重用cells
盡量使所有的view opaque,包括cell自身
避免漸變,圖片縮放,后臺選人
緩存行高
如果cell內(nèi)現(xiàn)實的內(nèi)容來自web,使用異步加載,緩存請求結(jié)果
使用`shadowPath`來畫陰影
減少subviews的數(shù)量
盡量不適用`cellForRowAtIndexPath:`,如果你需要用到它,只用一次然后緩存結(jié)果
使用正確的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)
使用`rowHeight`, `sectionFooterHeight` 和 `sectionHeaderHeight`來設(shè)定固定的高,不要請求delegate
15. 選擇正確的數(shù)據(jù)存儲選項

當存儲大塊數(shù)據(jù)時你會怎么做?

你有很多選擇,比如:

  • 使用NSUerDefaults
  • 使用XML, JSON, 或者 plist
  • 使用NSCoding存檔
  • 使用類似SQLite的本地SQL數(shù)據(jù)庫
  • 使用 Core Data

NSUserDefaults的問題是什么?雖然它很nice也很便捷,但是它只適用于小數(shù)據(jù),比如一些簡單的布爾型的設(shè)置選項,再大點你就要考慮其它方式了

XML這種結(jié)構(gòu)化檔案呢?總體來說,你需要讀取整個文件到內(nèi)存里去解析,這樣是很不經(jīng)濟的。使用SAX又是一個很麻煩的事情。

NSCoding?不幸的是,它也需要讀寫文件,所以也有以上問題。

在這種應(yīng)用場景下,使用SQLite 或者 Core Data比較好。使用這些技術(shù)你用特定的查詢語句就能只加載你需要的對象。

在性能層面來講,SQLite和Core Data是很相似的。他們的不同在于具體使用方法。Core Data代表一個對象的graph model,但SQLite就是一個DBMS。Apple在一般情況下建議使用Core Data,但是如果你有理由不使用它,那么就去使用更加底層的SQLite吧。

如果你使用SQLite,你可以用FMDB(https://GitHub.com/ccgus/fmdb)這個庫來簡化SQLite的操作,這樣你就不用花很多經(jīng)歷了解SQLite的C API了。

進階性能提示

22. 加速啟動時間

快速打開app是很重要的,特別是用戶第一次打開它時,對app來講,第一印象太太太重要了。

你能做的就是使它盡可能做更多的異步任務(wù),比如加載遠端或者數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù),解析數(shù)據(jù)。

還是那句話,避免過于龐大的XIB,因為他們是在主線程上加載的。所以盡量使用沒有這個問題的Storyboards吧!

注意,用Xcode debug時watchdog并不運行,一定要把設(shè)備從Xcode斷開來測試啟動速度

23. 使用Autorelease Pool

NSAutoreleasePool負責(zé)釋放block中的autoreleased objects。一般情況下它會自動被UIKit調(diào)用。但是有些狀況下你也需要手動去創(chuàng)建它。

假如你創(chuàng)建很多臨時對象,你會發(fā)現(xiàn)內(nèi)存一直在減少直到這些對象被release的時候。這是因為只有當UIKit用光了autorelease pool的時候memory才會被釋放。

好消息是你可以在你自己的@autoreleasepool里創(chuàng)建臨時的對象來避免這個行為:

NSArray *urls = <# An array of file URLs #>;

for(NSURL *url in urls) {

@autoreleasepool {

NSError *error;

NSString *fileContents = [NSString stringWithContentsOfURL:url

encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];

/* Process the string, creating and autoreleasing more objects. */

}

}

這段代碼在每次遍歷后釋放所有autorelease對象

更多關(guān)于NSAutoreleasePool請參考官方文檔

24. 選擇是否緩存圖片

常見的從bundle中加載圖片的方式有兩種,一個是用imageNamed,二是用imageWithContentsOfFile,第一種比較常見一點。

既然有兩種類似的方法來實現(xiàn)相同的目的,那么他們之間的差別是什么呢?

imageNamed的優(yōu)點是當加載時會緩存圖片。[imageNamed的文檔](http://developer.apple.com/library/ios/#documentation/uikit/reference/UIImage_Class/Reference/Reference.html)中這么說:
這個方法用一個指定的名字在系統(tǒng)緩存中查找并返回一個圖片對象如果它存在的話。如果緩存中沒有找到相應(yīng)的圖片,這個方法從指定的文檔中加載然后緩存并返回這個對象。

相反的,imageWithContentsOfFile僅加載圖片。

下面的代碼說明了這兩種方法的用法:

UIImage *img = [UIImage imageNamed:@``"myImage"``];``// caching

// or

UIImage *img = [UIImage imageWithContentsOfFile:@"myImage"];// no caching

那么我們應(yīng)該如何選擇呢?

如果你要加載一個大圖片而且是一次性使用,那么就沒必要緩存這個圖片,用imageWithContentsOfFile足矣,這樣不會浪費內(nèi)存來緩存它。

然而,在圖片反復(fù)重用的情況下imageNamed是一個好得多的選擇。

25. 避免日期格式轉(zhuǎn)換

如果你要用NSDateFormatter來處理很多日期格式,應(yīng)該小心以待。就像先前提到的,任何時候重用NSDateFormatters都是一個好的實踐。

然而,如果你需要更多速度,那么直接用C是一個好的方案。Sam Soffes有一個不錯的帖子(http://soff.es/how-to-drastically-improve-your-app-with-an-afternoon-and-instruments)里面有一些可以用來解析ISO-8601日期字符串的代碼,簡單重寫一下就可以拿來用了。

嗯,直接用C來搞,看起來不錯了,但是你相信嗎,我們還有更好的方案!

如果你可以控制你所處理的日期格式,盡量選擇Unix時間戳。你可以方便地從時間戳轉(zhuǎn)換到NSDate:

- (NSDate*)dateFromUnixTimestamp:(NSTimeInterval)timestamp {

return [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:timestamp];

}

這樣會比用C來解析日期字符串還快!

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