iOS性能優(yōu)化

面試中常常問道性能優(yōu)化的問題，其中有幾個主要的

  • 你在項目中是怎么優(yōu)化內(nèi)存的？
  • 優(yōu)化你是從哪幾方面著手？
  • 列表卡頓的原因可能有哪些？你平時是怎么優(yōu)化的？
  • 遇到tableView卡頓嘛？會造成卡頓的原因大致有哪些？

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(diào)整、布局計算、文本的計算和排版、圖片的格式轉(zhuǎn)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


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  • 在iOS中是雙緩沖機制，有前幀緩存、后幀緩存


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卡頓解決的主要思路
  • 盡可能減少CPU、GPU資源消耗
  • 按照60FPS的刷幀率，每隔16ms就會有一次VSync信號
  • 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(diào)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(diào)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）
  • 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

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(jié)束以后，將離屏緩沖區(qū)的渲染結(jié)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
  • 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
  • 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

耗電的主要來源

  • CPU處理，Processing
  • 網(wǎng)絡，Networking
  • 定位，Location
  • 圖像，Graphics

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(jié)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

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

  • APP的冷啟動可以概括為3大階段
  • dyld
  • runtime

  • main


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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

  • 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

  • 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

APP的啟動 - runtime

  • 啟動APP時，runtime所做的事情有

  • 調(diào)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(diào)用call_load_methods，調(diào)用所有Class和Category的+load方法

  • 進行各種objc結(jié)構的初始化（注冊Objc類 、初始化類對象等等）

  • 調(diào)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

總結(jié)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(jié)構

  • 所有初始化工作結(jié)束后，dyld就會調(diào)用main函數(shù)

  • 接下來就是UIApplicationMain函數(shù)，AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法

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

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： https://github.com/tinymind/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（https://www.jetbrains.com/objc/）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(diào)用的代碼

LinkMap

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