前言
在項目業(yè)務趨于穩(wěn)定的時候，開發(fā)完迭代需求后，我們可能會無所適從，進入一段空白期，但是對于攻城獅來說閑暇不是件好事，所以我們可能總想學點什么，卻又沒有頭緒。這個時候我們就可以考慮完善和優(yōu)化我們的項目了。從中可以運用到一些底層RunLoop或者Runtime的知識，熟能生巧總是沒錯的??
1. 結構與架構
1.1 結構
這里說的結構大概有兩點：1.文件目錄分類 2.第三方庫管理
1.1.1 文件目錄分類
為了方便管理，最好將Xcode中的項目展示目錄與實際的存儲目錄保持一致
此外，一般按業(yè)務模塊分類,一級目錄可以按照MVC格式，也可以按照業(yè)務模塊劃分
用最普遍的Model View Controller架構舉例
- 以一個基礎的電商項目來解釋，4個
tabbarItem對應著四大模塊，首頁、分類、購物車、個人中心，往下每個還可以細分為MVC+Session層
- 以一個基礎的電商項目來解釋，4個
- 按項目架構來分
最外層為Model、View、Controller、Session層,內部才是業(yè)務模塊
這一塊無需多言，兩者配合使用即可
- 按項目架構來分
1.1.2 第三方庫
個人建議：時間允許的話自己多造造輪子，風險可控，好維護
如非必要，盡量不要直接使用已經編譯好的三方庫(framework/.a)，最好自己去編譯三方庫(安全要求)
管理方面有三種方式：
- 手動管理
手動維護各種第三方庫，適合于已經趨于穩(wěn)定、極少Bug的三方庫 CocoaPodsCarthage
這里更推薦使用Carthage,因為它對項目的侵入性最小，而且是去中心化管理，不需要等待漫長的pod update / install過程.不過各有各的好處,使用CocoaPods簡單粗暴,基本不需要額外設置什么,看自己需求吧
1.2 項目架構
項目邏輯基本都圍繞了一條主線時，我們采用MVC已經可以很好的滿足我們的需求，但是當業(yè)務邏輯日漸復雜的時候，我們單純的采用Model View Controller這種編程模式已經不能很好的將業(yè)務邏輯與代碼分離開，也就是解耦Decouple.
為了更好的將ViewController解耦，產生了Model View ViewModel這種編程模式，ViewModel層其實做了一層Model與ViewController中間的橋接，有利有弊，該模式會產生很多膠水代碼，但是配合響應式編程框架(如 ReactiveCocoa或者RxSwift),可以做到最大程度的解耦。，適合與自己實際項目業(yè)務復雜程度的模式才是好的編程模式。
引申 : <關于組件化編程>
如果項目業(yè)務很復雜、很多業(yè)務組件都通用，可以采用組件化編程，常用的一種就是采用CocoaPods將項目業(yè)務模塊分拆成各種pod庫，使用什么模塊直接集成就好,再配合MVVM和響應式編程框架(如 ReactiveCocoa或者RxSwift),可以做到最大程度的解耦。
2. 崩潰&性能調優(yōu)
當項目已經完成業(yè)務模塊上線后，我們就可以開始考慮關于如何提高App的用戶體驗，舉例一下幾個問題：
1. 代碼規(guī)范，定期code review了嗎
2. 復雜列表的滾動時FPS可以保持在60幀左右嗎？
3. 頁面加載渲染的耗時能不能進一步減??？
4. 網絡緩存有做嗎，UIWebView / WKWebView的常用靜態(tài)資源做緩存了嗎
5. App的啟動時間可以在保持最小業(yè)務邏輯的同時再減小一點嗎？
2.1 UITest & UnitTest
當開發(fā)完新需求的時候，在提測之前我們最好編寫下UITest和UnitTest,覆蓋主業(yè)務流程即可，可以提高我們的提測質量，減小一些可見的Bug，再加上冒煙用例,最大程度上提高我們提測的質量(成為KPI之王 - ??)，而且上線之后這些單元測試和UITest組件的腳本可以配合自動化測試定期進行回歸測試，提高App的質量，減少崩潰率
2.2 NullSafe
絕大多數情況下，我們向NSNull對象發(fā)送消息，都會產生崩潰，NSNull對象常見于后臺返回數據中可能會有null字段，很多JSON庫都會轉成NSNull對象，如下情況就會產生崩潰：
id obj = [NSNull null];
NSLog(@"%@", [obj stringValue]);
但是向nil對象發(fā)送消息則不會產生崩潰，這些可以參考NullSafe中的處理方法，重寫
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector和- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation這兩個方法將沒能力處理消息的方法簽名轉發(fā)給nil對象則不會產生崩潰
此外，常見的崩潰比如，NSArray取值越界，NSDictionary傳了nil對象，這些問題產生的崩潰可以使用Runtime中的Method Swizzle,將原生的方法hook掉，如下：
@implementation NSMutableDictionary (NullSafe)
- (void)swizzleMethod:(SEL)origSelector withMethod:(SEL)newSelector
{
Class class = [self class];
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, origSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, newSelector);
BOOL didAddMethod = class_addMethod(class,
origSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(class,
newSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
} else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
}
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
id obj = [[self alloc] init];
[obj swizzleMethod:@selector(setObject:forKey:) withMethod:@selector(safe_setObject:forKey:)];
});
}
- (void)safe_setObject:(id)value forKey:(NSString *)key {
if (value) {
[self safe_setObject:value forKey:key];
}else {
NullSafeLogFormatter(@"[NSMutableDictionary setObject: forKey:], Object cannot be nil")
}
}
@end
這種解決方法可以避免諸如數組取值越界、字典傳空值、removeObjectAtIndex等錯誤，如下的崩潰就可以避免：
id obj = nil;
NSMutableDictionary *m_dict = [NSMutableDictionary dictionary];
[dict setObject:obj forKey:@"666"];
2.2 監(jiān)控系統
目前大多數App都集成了第三方統計庫，常見的比如騰訊的Bugly、友盟的U-App等等，在這介紹下如何自建性能監(jiān)控庫
可以使用PLCrashReporter或者KSCrash庫解析崩潰日志并符號化，再上傳至后臺，自己做收集加統計，順帶提一下，我們使用了
PLCrashReporter，后端使用了Laravel，很方便的開發(fā)了一套簡單的崩潰及各種性能參數收集的系統,所以如果要自建，可以考慮這個組合
CPU、內存、FPS記錄及保存
CPU、FPS、Memory占用網上都有現成的方法獲取到這三個參數,這三個屬于性能監(jiān)控，可以定時記錄，比如10S記錄一次到本地文件中，每次打開App上傳昨天的日志。這就要自己制定日志上傳的策略了-
卡頓日志收集
用戶能感受到的卡頓一般都是因為在主線程做了耗時操作，舉幾個會發(fā)生卡頓的例子：-
viewDidLoad中 for循環(huán)中初始化10000個UILabel實例 -
cellForRow代理方法中手動休眠usleep(100*1000)
如何監(jiān)聽這些事件呢？查看下源代碼,核心方法
CFRunLoopRun簡化后的邏輯如下： -
int32_t __CFRunLoopRun()
{
//通知即將進入runloop
__CFRunLoopDoObservers(KCFRunLoopEntry);
do
{
// 通知將要處理timer和source
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers);
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources);
__CFRunLoopDoBlocks(); //處理非延遲的主線程調用
__CFRunLoopDoSource0(); //處理UIEvent事件
//GCD dispatch main queue
CheckIfExistMessagesInMainDispatchQueue();
// 即將進入休眠
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting);
// 等待內核mach_msg事件
mach_port_t wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts();
// Zzz...
// 從等待中醒來
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting);
// 處理因timer的喚醒
if (wakeUpPort == timerPort)
__CFRunLoopDoTimers();
// 處理異步方法喚醒,如dispatch_async
else if (wakeUpPort == mainDispatchQueuePort)
__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__()
// UI刷新,動畫顯示
else
__CFRunLoopDoSource1();
// 再次確保是否有同步的方法需要調用
__CFRunLoopDoBlocks();
} while (!stop && !timeout);
//通知即將退出runloop
__CFRunLoopDoObservers(CFRunLoopExit);
}
我們可以看到在kCFRunLoopBeforeSources和kCFRunLoopBeforeWaiting等待時間過長即可判定為卡頓，具體怎么算作卡頓，我們都知道FPS為一秒60幀左右最好，FPS即為Frames Per Second，嚴格意義上一秒60幀算流暢，也就是一幀需要1s/60 = 16.6ms，考慮會有其他的一些事件影響，可以用連續(xù)幾次50ms或者單次耗時過長判定為卡頓。判定為卡頓之后，我們可以使用PLCrashReporter或者KSCrash生成日志記錄，可以存儲到本地
我們可以使用CFRunLoopObserverRef來實時獲取NSRunLoop狀態(tài)值的變化,一下為一個樣例：
@interface LagCollectionTool ()
{
int timeoutCount;
CFRunLoopObserverRef observer;
BOOL observeLag;
@public
dispatch_semaphore_t semaphore;
CFRunLoopActivity activity;
}
@end
@implementation LagCollectionTool
+ (instancetype)shareInstance {
static dispatch_once_t onceToken;
static LagCollectionTool *tool = nil;
dispatch_once(&onceToken, ^{
tool = [[LagCollectionTool alloc] init];
});
return tool;
}
- (void)lanuch {
if (observer)
return;
// 信號
semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
// 注冊RunLoop狀態(tài)觀察
CFRunLoopObserverContext context = {0,(__bridge void*)self,NULL,NULL};
observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,
kCFRunLoopAllActivities,
YES,
0,
&runLoopObserverCallBack,
&context);
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
// 在子線程監(jiān)控時長
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
while (YES)
{
long st = dispatch_semaphore_wait(semaphore, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 50*NSEC_PER_MSEC));
if (st != 0)
{
if (!observer)
{
timeoutCount = 0;
semaphore = 0;
activity = 0;
return;
}
if (activity==kCFRunLoopBeforeSources || activity==kCFRunLoopAfterWaiting)
{
timeoutCount++;
// NSLog(@"%d", timeoutCount);
if (timeoutCount < 5)
continue;
NSLog(@"----------------卡爆了！----------------");
PLCrashReporterConfig *config = [[PLCrashReporterConfig alloc] initWithSignalHandlerType:PLCrashReporterSignalHandlerTypeBSD
symbolicationStrategy:PLCrashReporterSymbolicationStrategyAll];
PLCrashReporter *crashReporter = [[PLCrashReporter alloc] initWithConfiguration:config];
NSData *data = [crashReporter generateLiveReport];
PLCrashReport *reporter = [[PLCrashReport alloc] initWithData:data error:NULL];
NSString *report = [PLCrashReportTextFormatter stringValueForCrashReport:reporter
withTextFormat:PLCrashReportTextFormatiOS];
//上傳卡頓日志文件
}
}
timeoutCount = 0;
}
});
}
static void runLoopObserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info)
{
LagCollectionTool *tool = (__bridge LagCollectionTool *)info;
tool->activity = activity;
dispatch_semaphore_t semaphore = tool->semaphore;
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}
- 從容崩潰，上傳崩潰日志
通過使用NSSetUncaughtExceptionHandler注冊自己的異常處理回調，發(fā)生崩潰時讓程序顯示的從容一點，不會直接閃退，可以彈出自己的崩潰異常界面，可以參考Bilibili的界面，比如說前方遇到高能反應之類，程序需要重啟之類的，不會讓用戶感覺到很突兀得閃退了，也可以在收到崩潰日志后手動維護Runloop，下面是一個樣例：
// 1. 注冊ExceptionHandler
+ (void)installUncaughtExceptionHandler {
NSSetUncaughtExceptionHandler(&HandleException);
signal(SIGHUP, SignalHandler);
signal(SIGINT, SignalHandler);
signal(SIGQUIT, SignalHandler);
signal(SIGABRT, SignalHandler);
signal(SIGILL, SignalHandler);
signal(SIGSEGV, SignalHandler);
signal(SIGFPE, SignalHandler);
signal(SIGBUS, SignalHandler);
signal(SIGPIPE, SignalHandler);
}
// 2. 處理崩潰信息
void SignalHandler(int signal) {
// 1. 獲取調用棧
// 2. 處理異常
// 3. App?；? BOOL isContiune = TRUE; // 是否要保活
CFRunLoopRef runLoop = CFRunLoopGetCurrent();
CFArrayRef allModes = CFRunLoopCopyAllModes(runLoop);
while (isContiune) {
for (NSString *mode in (__bridge NSArray *)allModes) {
CFRunLoopRunInMode((CFStringRef)mode, 0.001, true);
}
}
CFRelease(allModes);
signal(SIGABRT, SIG_DFL);
signal(SIGILL, SIG_DFL);
signal(SIGSEGV, SIG_DFL);
signal(SIGFPE, SIG_DFL);
signal(SIGBUS, SIG_DFL);
signal(SIGPIPE, SIG_DFL);
}
延伸：
監(jiān)控系統不光局限于性能、崩潰率，也可以將統計策略延伸到網絡請求連通率或者一些業(yè)務層面，更好的把控App的質量
2.3 性能調優(yōu)&App體驗優(yōu)化
前面我們介紹了如何有效地減少崩潰及優(yōu)雅地處理崩潰，下面來看看解決性能問題需要注意幾點。
2.3.1 懶加載的利與弊
懶加載適用于一些可能不會加載的頁面，比如彈框、空數據頁面之類的，使用得當可以避免內存暴漲，使用不好，比如在必定會彈出的頁面中使用懶加載可能會在增加頁面響應時間，所以使用懶加載一定要注意使用場景，避免產生副作用
2.3.2 避免使用重繪
重寫 drawRect 或者 drawReact:inContext方法會默認創(chuàng)建一個圖層上下文，圖形上下文所需要的內存為圖層寬 * 圖層高 * 4字節(jié)，圖層每次進行重繪時都需要抹掉內存重新分配，會產生巨大的性能開銷
UIView類實際上是對CALayer的封裝，關于UI層面的性能優(yōu)化有很多東西，可以看看iOS CoreAnimation 核心動畫高級編程中關于圖層性能的一章
2.3.3 App體驗優(yōu)化
談起App體驗優(yōu)化，其實這是個玄學，你需要在性能與體驗上找到一個平衡點，常見的糟糕的體驗包括：
- UITableViewCell 使用不當造成滑動卡頓
- 大量
cornerRadius和maskToBounds一起使用造成的離屏渲染造成的性能問題 - 網絡請求操作沒有任何狀態(tài)展示，比如加載框、按鈕置灰等
- 網絡請求沒有進行緩存
這些問題只是App的細節(jié)，但是從細節(jié)入手才能更顯的專業(yè)~
我們重點談談網絡請求優(yōu)化：
2.3.3.1 手動維護DNS解析
用www.manoboo.com來舉例,通過域名訪問首先會尋找DNS解析服務器，然后才會映射到自己的服務器IP上。我們直接使用IP請求接口訪問網絡資源，可以避免很多問題，但是有利有弊，需要自己維護DNS映射，在直接比如：
- 運營商DNS流量劫持，具體表現在你的H5網頁莫名其妙的被加了廣告(關于這個問題，也可以做域名白名單，非本域名資源禁止請求，或者H5方面做處理)，也有
- DNS服務商(如萬網)解析出現故障造成的大批量用戶無法正常使用App，按天計算。。
- DNS解析延遲過高造成的加載超時導致用戶體驗差
此時我們可以考慮自己手動做DNS解析,簡單點可以在網絡請求時將URL中的域名替換掉，或者在Objective-C中實現NSURLProtocol(Swift中為URLProtocol)的子類對應的方法，做全局替換URL
不過也有些弊端：
- 需要手動維護DNS解析表，解析出錯后需要一套容錯方案，保證接口的暢通
- HTTP請求可以通過設置
header中的host字段進行網絡請求，HTTPS請求還需額外配置，受限于篇幅原因，詳細的弊端和解決方法可以閱讀下這篇文章HTTPDNS在iOS中的實踐
2.3.3.2 網絡請求緩存優(yōu)化
適用場景：一些更新頻率較低的場景：比如個人中心
關于網絡請求緩存，App端的網絡請求對面到后端更多的是增刪改查，這個方面需要和后端配合，是否資源改變即后端是否需要重新檢索或修改數據，這個時候我們就需要一個value比如時間戳Last-Modified或者標識ETag來告知服務器自己當前的資源標記，目前常用的策略為：
以時間戳Last-Modified為例
- App端第一次請求接口，服務端返回成功，
HTTP Status為200，并且在返回的Header中用Last-Modified表明服務器中該資源最后被修改的時間 - App端第二次請求該接口，
Header中傳遞本地緩存的Header中的Last-Modified,如果服務器端的資源并未發(fā)生變化，則會返回HTTP Status為304，我們直接可以使用本地的緩存，傳輸流量更少，相對而言，用戶的等待時間會更短
注：
量化而非猜測，這是我們開發(fā)過程中的一個原則，當遇到性能問題時，我們可以使用instruments來測量實際運行過程中的各個參數，找到問題所在（建議真機調試而不是模擬器，真機才能更高的還原性能問題）
instruments中工具都有各自的用處，比如可以使用Leask查看App運行過程中的內存泄露，使用TimeProfiler查看App啟動耗時或者方法耗時,或者偷懶一點可以使用CACurrentMediaTime()兩次的差值計算方法耗時
結語
受限于篇幅原因，有些點也是一概而過，iOS中如何優(yōu)化一個項目，這是一門很深的學問，知識點范圍很廣，我也只是涉及到了一部分，學無止境嘛，完成工作的同時我們也可以做一個酷酷的程序員，學學Haskell去體驗下函數式編程思維的樂趣，或者搞搞LLDB更好得做個Debugger
最后，非常感謝您閱讀這篇文章，如果我的文章產生了幫助，可以給一個小小的紅心??，歡迎去我的小站www.manoboo.com拍磚啦，我會努力創(chuàng)作更好的文章
文中引用到的文章如下：
文中所涉及到的開源庫如下：
另注： 采用 “署名-非商業(yè)性使用-相同方式共享 3.0 中國大陸 ”創(chuàng)作共用協議， 轉載時請以鏈接形式標明本文地址。如只引用部分內容也請注明來源。
