iOS 性能优化

谈起性能优化,可能一时无从下手,首先我们从哪些对项目产生影响

  • CPU和GPU
  • 耗电优化
  • 启动优化
  • 安装包优化

所以我们就从这几个方面入手,分别来谈谈怎么让项目更流畅的运行在手机上

CPU和GPU

CPU对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局计算、文本的计算和排版、图片的格式转换和解码、图像的绘制(Core Graphics)

GPU的渲染方式(纹理的渲染)

在iOS中是双缓冲机制,有前帧缓存、后帧缓存

屏幕成像原理

卡顿产生的原因

水平同步信号没有来得及显示,导致GPU渲染卡顿

按照60FPS的刷帧率,每隔16ms就会有一次VSync信号,所以尽可能减少CPU、GPU资源消耗

针对CPU的优化

  • 尽量用轻量级的对象,比如用不到事件处理的地方,可以考虑使用CALayer取代UIView
  • 不要频繁地调用UIView的相关属性,比如frame、bounds、transform等属性,尽量减少不必要的修改
  • 尽量提前计算好布局,在有需要时一次性调整对应的属性,不要多次修改属性
  • Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源,但是这一条需在特定页面中进行权衡,复杂度高的,页面图层复杂的,尽量少用AutoLayout
  • 控制一下线程的最大并发数量
  • 尽量把耗时的操作放到子线程

针对GPU的优化

  • 尽量避免短时间内大量图片的显示,尽可能将多张图片合成一张进行显示
  • GPU能处理的最大纹理尺寸是4096×4096,一旦超过这个尺寸,就会占用CPU资源进行处理,所以纹理尽量不要超过这个尺寸
  • 尽量减少视图数量和层次
  • 减少透明的视图(alpha<1),不透明的就设置opaque为YES
  • 尽量避免出现离屏渲染

离屏渲染问题在这边不展开说明,可以在网上找到很多解决方法,项目中遇到的离屏问题,主要集中在图片和按钮这2个控件。

最后说一下,我们可以添加Observer到主线程RunLoop中,通过监听RunLoop状态切换的耗时,以达到监控卡顿的目的

耗电优化

  • CPU处理,Processing
  • 网络,Networking
  • 定位,Location
  • 图像,Graphics

CPU优化

  • 少用定时器,及时释放定时器
  • 尽可能降低CPU、GPU功耗
  • 优化I/O操作

尽量不要频繁写入小数据,最好批量一次性写入,读写大量重要数据时,考虑用dispatch_io,其提供了基于GCD的异步操作文件I/O的API。用dispatch_io系统会优化磁盘访问,数据量比较大的,建议使用数据库(比如SQLite、CoreData)

网络优化

  • 减少、压缩网络数据,AFN初试化的时候
[manager.requestSerializer setValue:@"gzip" forHTTPHeaderField:@"Accept-Encoding"]

[manager.requestSerializer setValue:@"gzip" forHTTPHeaderField:@"Content-Encoding"];
  • 如果多次请求的结果是相同的,尽量使用缓存
  • 使用断点续传,否则网络不稳定时可能多次传输相同的内容
  • 网络不可用时,不要尝试执行网络请求
  • 让用户可以取消长时间运行或者速度很慢的网络操作,设置合适的超时时间
  • 批量传输,比如,下载视频流时,不要传输很小的数据包,直接下载整个文件或者一大块一大块地下载。如果下载广告,一次性多下载一些,然后再慢慢展示。如果下载电子邮件,一次下载多封,不要一封一封地下载

定位优化

  • 如果只是需要快速确定用户位置,最好用CLLocationManager的requestLocation方法。定位完成后,会自动让定位硬件断电
  • 如果不是导航应用,尽量不要实时更新位置,定位完毕就关掉定位服务
  • 尽量降低定位精度,比如尽量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
  • 需要后台定位时,尽量设置pausesLocationUpdatesAutomatically为YES,如果用户不太可能移动的时候系统会自动暂停位置更新
  • 尽量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges,优先考虑startMonitoringForRegion:

硬件检测

  • 用户移动、摇晃、倾斜设备时,会产生动作(motion)事件,这些事件由加速度计、陀螺仪、磁力计等硬件检测。在不需要检测的场合,应该及时关闭这些硬件

启动优化

APP的启动可以分为2种

  • 冷启动(Cold Launch):从零开始启动APP
  • 热启动(hot Launch):APP已经在内存中,在后台存活着,再次点击图标启动APP

我们主要从冷启动去优化APP的启动时间

通过添加环境变量可以打印出APP的启动时间分析(Edit scheme -> Run -> Arguments),DYLD_PRINT_STATISTICS设置为1,如果需要更详细的信息,那就将DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS设置为1

APP冷启动的三大阶段

  • 加载动态库,dyld
  • runtime
  • main

dyld
  • dyld(dynamic link editor),Apple的动态链接器,可以用来装载Mach-O文件(可执行文件、动态库等)
  • 启动APP时,dyld所做的事情有

装载APP的可执行文件,同时会递归加载所有依赖的动态库,当dyld把可执行文件、动态库都装载完毕后,会通知Runtime进行下一步的处理

runtime

启动APP时,runtime所做的事情有

  • 调用map_images进行可执行文件内容的解析和处理
  • 在load_images中调用call_load_methods,调用所有Class和Category的+load方法
  • 进行各种objc结构的初始化(注册Objc类 、初始化类对象等等)
  • 调用C++静态初始化器和attribute((constructor))修饰的函数

到此为止,可执行文件和动态库中所有的符号(Class,Protocol,Selector,IMP,…)都已经按格式成功加载到内存中,被runtime 所管理

main
  • APP的启动由dyld主导,将可执行文件加载到内存,顺便加载所有依赖的动态库
  • 并由runtime负责加载成objc定义的结构
  • 所有初始化工作结束后,dyld就会调用main函数
  • 接下来就是UIApplicationMain函数,AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法
总结APP的启动优化
  • dyld

减少动态库、合并一些动态库(定期清理不必要的动态库),减少Objc类、分类的数量、减少Selector数量(定期清理不必要的类、分类),减少C++虚函数数量

  • runtime

用+initialize方法和dispatch_once取代所有的attribute((constructor))、C++静态构造器、ObjC的+load

  • main

在不影响用户体验的前提下,尽可能将一些操作延迟,不要全部都放在finishLaunching方法中,按需加载

安装包优化

asset资源

  • 采取无损压缩

可执行文件瘦身

  • 编译器优化 Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES
    去掉异常支持,Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions设置为NO, Other C Flags添加-fno-exceptions
  • 利用AppCode(https://www.jetbrains.com/objc/)检测未使用的代码:菜单栏 -> Code -> Inspect Code
  • 编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码

LinkMap

生成LinkMap文件,可以查看可执行文件的具体组成

推荐一个第三方工具 :LinkMap

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