希望總結(jié)項(xiàng)目中的啟動優(yōu)化,詳細(xì)學(xué)習(xí)iOS啟動流程
1. 想要對App進(jìn)行啟動優(yōu)化需要優(yōu)先了解App的啟動時(shí)間,和個(gè)個(gè)啟動過程中的時(shí)間占比(主要講解Pre-main之前的過程)
- Xcode 13.0 beta / iOS 15.0之前比較方便我們可以在 Xcode 中配置環(huán)境變量 DYLD_PRINT_STATISTICS 為 1（Edit Scheme → Run → Arguments → Environment Variables → +）。
- Xcode 13.0 beta / iOS 15.0之后這個(gè)方法失效了蘋果推薦我們使用instrument工具進(jìn)行監(jiān)測
2. 了解了方法后我們可以通過打印看到我們每個(gè)過程消耗的時(shí)間,此處有幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)
dylib loading (動態(tài)庫加載)
rebase/binding (偏移修正/符號綁定)
rebase（偏移修正）:任何一個(gè)app生成的二進(jìn)制文件，在二進(jìn)制文件內(nèi)部所有的方法、函數(shù)調(diào)用，都有一個(gè)地址，這個(gè)地址是在當(dāng)前二進(jìn)制文件中的偏移地址。一旦在運(yùn)行時(shí)刻（即運(yùn)行到內(nèi)存中），每次系統(tǒng)都會隨機(jī)分配一個(gè)ASLR（Address Space Layout Randomization，地址空間布局隨機(jī)化）地址值（是一個(gè)安全機(jī)制，會分配一個(gè)隨機(jī)的數(shù)值，插入在二進(jìn)制文件的開頭），例如，二進(jìn)制文件中有一個(gè) test方法，偏移值是0x0001，而隨機(jī)分配的ASLR是0x1f00，如果想訪問test方法，其內(nèi)存地址（即真實(shí)地址）變?yōu)?ASLR+偏移值 = 運(yùn)行時(shí)確定的內(nèi)存地址（即0x1f00+0x0001 = 0x1f01）
- Objc setup (Objc相關(guān)類的注冊,selector唯一性檢查)
dyld調(diào)用的objc_init方法，這個(gè)是runtime的初始化方法，在這個(gè)方法里面主要的操作就是加載類（對需要的class和category進(jìn)行注冊),objc_init方法通過內(nèi)部的_dyld_objc_notify_register向dyld注冊了一個(gè)通知事件，當(dāng)有新的image（程序中對應(yīng)實(shí)例可簡稱為image，如程序可執(zhí)行文件macho，F(xiàn)ramework，bundle等）加載到內(nèi)存的時(shí)候，就會觸發(fā)load_images方法，這個(gè)方法里面就是加載對應(yīng)image里面的類，并調(diào)用load方法（在下一階段initializer),如果有繼承的類，那么會先調(diào)用父類的load方法，然后調(diào)用子類的，但是在load里面不能調(diào)用[super load]。最后才是調(diào)用category的load方法?？傊?，所有的load都會被調(diào)用到（注意：子類的initialize方法會覆蓋父類，不同于load方法）
- initializer (初始化執(zhí)行l(wèi)oad方法,創(chuàng)建靜態(tài)全局變量等)
3. 介紹幾個(gè)概念
1.Mach-O文件
Apple出品的操作系統(tǒng)的可執(zhí)行文件格式幾乎都是mach-o，iOS當(dāng)然也不例外。
mach-o可以大致的分為三部分：
- Header 頭部，包含可以執(zhí)行的CPU架構(gòu)，比如x86,arm64
- Load commands 加載命令，包含文件的組織架構(gòu)和在虛擬內(nèi)存中的布局方式
- Data，數(shù)據(jù)，包含load commands中需要的各個(gè)段(segment)的數(shù)據(jù)，每一個(gè)Segment都得大小是Page的整數(shù)倍。
2.Virtual Memory
虛擬內(nèi)存是建立在物理內(nèi)存和進(jìn)程之間的中間層。在iOS上，當(dāng)內(nèi)存不足的時(shí)候，會嘗試釋放那些只讀的Page，因?yàn)橹蛔x的Page在下次被訪問的時(shí)候，可以再從磁盤讀取。如果沒有可用內(nèi)存，會通知在后臺的App（也就是在這個(gè)時(shí)候收到了memory warning），如果在這之后仍然沒有可用內(nèi)存，則會殺死在后臺的App。
- 虛擬內(nèi)存是在物理內(nèi)存上建立的一個(gè)邏輯地址空間，它向上（應(yīng)用）提供了一個(gè)連續(xù)的邏輯地址空間，向下隱藏了物理內(nèi)存的細(xì)節(jié)。
- 虛擬內(nèi)存使得邏輯地址可以沒有實(shí)際的物理地址，也可以讓多個(gè)邏輯地址對應(yīng)到一個(gè)物理地址。
- 虛擬內(nèi)存被劃分為一個(gè)個(gè)大小相同的Page（64位系統(tǒng)上是16KB），提高管理和讀寫的效率。 Page又分為只讀和讀寫的Page。
3.Page fault
在應(yīng)用執(zhí)行的時(shí)候，它被分配的邏輯地址空間都是可以訪問的，當(dāng)應(yīng)用訪問一個(gè)邏輯Page，而在對應(yīng)的物理內(nèi)存中并不存在的時(shí)候，這時(shí)候就發(fā)生了一次Page fault。當(dāng)Page fault發(fā)生的時(shí)候，會中斷當(dāng)前的程序，在物理內(nèi)存中尋找一個(gè)可用的Page，然后從磁盤中讀取數(shù)據(jù)到物理內(nèi)存，接著繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前程序。
4.改善APP的啟動
-在 dylib loading的過程中，會去裝載app使用的動態(tài)庫，而每一個(gè)動態(tài)庫有它自己的依賴關(guān)系，所以會消耗時(shí)間去查找和讀取,Apple官方建議盡量少的使用自定義的動態(tài)庫，或者考慮合并多個(gè)動態(tài)庫，其中一個(gè)建議是當(dāng)大于6個(gè)的時(shí)候，則需要考慮合并它們。簡單的舉個(gè)例子比如使用cocoapods管理的多個(gè)自定義的UI組件可以合并成一個(gè)自己的UIKIT,同時(shí)也建議動態(tài)庫轉(zhuǎn)靜態(tài)庫
-減少+load的方法使用,+load方法中盡量少做耗時(shí)操作,+load中代碼延遲到 main 之后子線程處理或者首頁顯示之后；改為 initialize 中執(zhí)行，針對 initialize 中處理需要注意的是分類 initialize 會覆蓋主類 initialize 以及有子類后 initialize 執(zhí)行多次的問題，需要使用 dispatch_once 來保證代碼只執(zhí)行一次;
-二進(jìn)制重排要實(shí)現(xiàn)符號的重排，一是需要我們收集整個(gè)啟動鏈路上的方法和函數(shù)等符號，二是需要生成對應(yīng)的 order 文件來配置 ld 中的 Order File 屬性。當(dāng)工程在編譯的時(shí)候，Xcode 會讀取這個(gè) order 文件，在鏈接過程中會根據(jù)這個(gè)文件中的符號順序來生成對應(yīng)的 MachO。一般業(yè)界中收集符號的方案有兩種：
1.Hook objc_msgSend，只能拿到 OC 以及 swift @objc dynamic 的符號；
2.Clang 插樁，能完美拿到 OC、C/C++、Swift、Block 的符號；
第二種方法實(shí)現(xiàn)成本較高
采用第一種方法在編譯完成后通過驗(yàn)證 LinkMap 文件中 #Symbols: 部分符號順序是否和 order 文件中的符號順序一致來確定是否配置成功即可
