啟動優(yōu)化乾巧，在不影響業(yè)務(wù)的前提條件下句喜，怎么提高啟動的速度预愤，這是我們要考慮的事情。
在這咳胃，根據(jù)系統(tǒng)打印提示信息這條主線植康，看下啟動過程中，每個階段都做的什么展懈，在這些階段我們能做哪些優(yōu)化的事情销睁。
添加Xcode的打印環(huán)境DYLD_PRINT_STATISTICS
Total pre-main time: 390.79 milliseconds (100.0%)
dylib loading time: 228.22 milliseconds (58.4%)
rebase/binding time: 5.04 milliseconds (1.2%)
ObjC setup time: 21.47 milliseconds (5.4%)
initializer time: 135.91 milliseconds (34.7%)
slowest intializers :
libSystem.B.dylib : 3.75 milliseconds (0.9%)
libMainThreadChecker.dylib : 41.48 milliseconds (10.6%)
xxxx : 155.96 milliseconds (39.9%)
這是main函數(shù)之前系統(tǒng)啟動過程中，也就是pre-main存崖，經(jīng)過的一些階段冻记，咱們針對每個階段來詳細說。
dylib loading
這是庫加載的時間来惧，包括共享緩存庫冗栗、我們自己的動態(tài)庫，如果進行了越獄開發(fā)供搀，還包含了我們插入的動態(tài)庫贞瞒。
系統(tǒng)的共享緩存庫（UIKit、Foundation）這些趁曼，系統(tǒng)是做了優(yōu)化的，加載時間一般都是固定的棕洋，浪費時間的點一般在我們自己的動態(tài)庫挡闰，我們自己的動態(tài)庫怎么優(yōu)化呢，超過6個最好合并一下掰盘。使用靜態(tài)庫等摄悯。
rebase/binding
rebase ：這個是因為我們可執(zhí)行文件加載到虛擬內(nèi)存的時候，都會使用ASLR的技術(shù)愧捕，也就是在內(nèi)存的最前邊加一個隨機的偏移值奢驯，來保證我們應(yīng)用的安全。所以次绘，我們使用的系統(tǒng)的函數(shù)瘪阁、我們自定義的類、變量這些指針邮偎，都需要加上這個偏移值管跺，才是真正在內(nèi)存中的位置。
換句話說禾进，類越少豁跑、方法越少，需要修正的就越少泻云。
那么就可以使用一些工具檢測你APP中的無用類艇拍，無用的方法等狐蜕。
binding：這個是指針對外綁定，上邊提到了共享緩存卸夕，也就是系統(tǒng)的庫层释，是不加載到我們虛擬內(nèi)存中的，他是在公共內(nèi)存中娇哆，供大家都使用的湃累，那么我們寫了系統(tǒng)的函數(shù)，怎么最終找到這個真是的函數(shù)地址碍讨，就需要binding這個操作治力，當(dāng)然，這個分為普通綁定和lazy綁定勃黍，這一部分其實沒什么需要優(yōu)化的空間宵统。
ObjC setup
這一部分是加載類信心，初始化類覆获，加載類信息马澈，是從Mach-O的_DATA段中加載一系列類相關(guān)的信息，然后初始化弄息，這部分先加載所有的類痊班，插入到一個大表中，加載方法摹量、protocol涤伐、property等，然后就是初始化類缨称，設(shè)置類的superClass指針（這一步是遞歸創(chuàng)建的）凝果，設(shè)置類的ro/ rw相關(guān)的字段，然后合并Category相關(guān)的信息睦尽，將Category的方法器净、協(xié)議、property按照規(guī)則当凡，插入到生成的類中山害，方法協(xié)議這些都是二維數(shù)組的形式存放，后編譯的Category沿量，插入的位置越靠前粗恢。這個想了解細節(jié)的可以看下源碼。
那這部分的優(yōu)化欧瘪，還是在類的數(shù)量眷射，方法的數(shù)量，協(xié)議的數(shù)量這些。
initializer time
這部分主要做的事情妖碉，加載load方法涌庭，C++靜態(tài)初始化函數(shù)（attribute((constructor))），attribute((constructor)) 的調(diào)用是在load的后邊欧宜，這個可以了解一下坐榆。
這部分的優(yōu)化：減少load方法，盡量將一些操作進行懶加載冗茸，也就是放到+(void)initialize 函數(shù)中荷鼠，這個函數(shù)是在類在第一次被調(diào)用的時候進行調(diào)用的祭犯，注意的是洋丐，這個方法可能會被多次調(diào)用吊圾，最好加dispatch_once做一下防護。
attribute((constructor))這種方法最好就是不用挂绰。
這是系統(tǒng)打印的階段流程屎篱，pre-main我們能做的事情和系統(tǒng)能做的事情就是這些。
在這里拓展一下系統(tǒng)詳細的啟動流程葵蒂，可以比對上述階段做下了解交播。
應(yīng)用的啟動流程
- 內(nèi)核加載我們的Mach-O的可執(zhí)行文件
- 從Mach-O文件中，找到dyld的路徑并加載
從最開始的dyld start開始uintptr_t start() - slide 首先生成一個ASLR的隨機值 （這就是那個偏移值）
- rebaseDyld 開始符號的綁定過程 （將我們的指針開始rebase操作）
- // allow dyld to use mach messaging
mach_init(); - dyld main （這是dyld的main函數(shù)）
- 配置環(huán)境變量 （Xcode相關(guān)的一些環(huán)境變量的讀燃丁）
- load shared cache(加載共享緩存秦士，系統(tǒng)動態(tài)庫UIKit等)
- 這里邊有幾個判斷
- 緩存庫是不是只用在這個程序
- 是否存在reuseExistingCache，加載過就什么都不做
- 不存在緩存中永高，加載mapCacheSystemWide
- 這里邊有幾個判斷
- 加載主程序Mach-O（實例化主程序）
- 這是第一個被加載的image
- load inserted libraries 插入動態(tài)庫（越獄開發(fā)修改這個字段伍宦，插入自己的動態(tài)庫）,等于問你插入哪些動態(tài)庫，并且加載
- link 鏈接程序乏梁，這是一個遞歸的過程，鏈接我們依賴系統(tǒng)的動態(tài)庫关贵，這里邊也有rebase操作（指針修復(fù)遇骑，前邊加一個偏移）
- binding 符號的綁定
- link 我們inset的dylib
- binding 過程，weak binding等
- initializeMainExecutable()初始化主程序開始了
- 最終dyld調(diào)用到了notifySingle（）//后續(xù)就到了runtime去初始化了
- 初始化以后揖曾，會將一個函數(shù)指針load_images落萎，傳給dyld，讓dyld調(diào)用炭剪，load_images這個函數(shù)里邊調(diào)用了load方法练链。do while循環(huán)調(diào)用所有l(wèi)oad
-
attribute((constructor)) void func(){
}
也就是執(zhí)行C++的構(gòu)造函數(shù) - 調(diào)用真正的main入口
runtime中objc所作的預(yù)處理，因為在runtime中放了兩個回調(diào)函數(shù)供dyld去調(diào)用
- objc - setup
- 從Mach-O中讀取類信息奴拦，注冊到一個全局的表中
- 讀取Mach-O方法信息(sel)媒鼓，注冊到全局的一個表中。
- 創(chuàng)建類，信息的組裝realizeClassWithoutSwift
- ISA指針
- superclass指針
- cache
- bits相關(guān)
- 生成rw
- 添加方法绿鸣、協(xié)議疚沐、property等
- 處理category，方法潮模、協(xié)議拷貝進bits中亮蛔。（注意這個二維數(shù)組的形式）
- 生成rw
以上過程包含兩部分，dyld的程序初始化過程擎厢，有一部分需要objc runtime的支持究流。
整個pre-main就這些，也可以自己進行了解后动遭，看些是否還有更多需要注意的地方芬探。
有了pre-mian，就有 main之后相關(guān)沽损。
我這里認定灯节，從main到第一個頁面的viewDidAppear是main之后。
這里邊都是具體業(yè)務(wù)相關(guān)绵估，真正可以節(jié)省時間的點炎疆，都在這里邊；那么啟動前的代碼應(yīng)該怎么寫呢国裳？
個人理解形入，原則上到viewDidAppear所有的函數(shù)，都應(yīng)該只是為了服務(wù)第一個頁面的創(chuàng)建及渲染缝左，等第一個頁面出來后亿遂，在初始化其他相關(guān)的內(nèi)容；當(dāng)然這也只是美好的愿望渺杉，有些庫的初始化和一些其他操作蛇数，可能不僅是為了第一個頁面服務(wù)，并且還必須要放到這里去做是越。
這其實可以叫做分階段啟動耳舅。
必須要做的：
- 埋點功能、
- Crash 采集
- 網(wǎng)絡(luò)配置
等
可以延后的：各種SDK的初始化倚评、配置文件的請求等浦徊。其實地理位置的請求也可以延后，之前看過美團還是哪個公司天梧，他們會先用上次緩存的地理位置請求盔性，等到首頁加載完以后，如果地理位置不一樣呢岗，再重新刷新冕香。
第二種思路
可以考慮多線程啟動蛹尝，目前手機都是多核，可以開2-3個線程暂筝，是可以加快初始化速度的箩言。
使用這個方案有幾個注意點：
- 如果主線程忙完，子線程還沒忙完焕襟，這時候會黑屏陨收，所以啟動的時候，就要加一個假的圖片鸵赖，等每個線程結(jié)束务漩，都去問一下其他線程狀態(tài)怎么樣了，都結(jié)束了它褪，假的圖片消失饵骨，顯示首頁。
- 不是所有的SDK初始化都適合放到子線程茫打，需要測試居触，有些依賴主線程的執(zhí)行，有些內(nèi)部使用了UIKit相關(guān)的老赤。
其實目前大部分APP都有廣告圖轮洋，我們可以在顯示廣告的時候，去初始化其他的東西抬旺。
main之后也就這些弊予。
去年的時候，抖音發(fā)布了一個二進制重排的技術(shù)進行優(yōu)化开财，這里也研究了一下汉柒。
我們APP加載進內(nèi)存，其實是一個虛擬內(nèi)存责鳍，不是真正的物理內(nèi)存碾褂，代碼的執(zhí)行是要在真正的物理內(nèi)存進行的，這時候历葛，又有一個中間的映射表出現(xiàn)正塌，我們虛擬內(nèi)存的數(shù)據(jù)，通過映射表啃洋，映射到真正的物理內(nèi)存，然后進行代碼的執(zhí)行屎鳍，為什么要有中間的映射表呢宏娄？因為他可以使用頁的形式分塊加載進物理內(nèi)存，不必將整個APP全部加載進內(nèi)存逮壁，每一頁的大小是16KB孵坚，也就是代碼執(zhí)行到哪，就通過映射表將這16KB的數(shù)據(jù)映射到物理內(nèi)存去執(zhí)行，這樣可以充分利用物理內(nèi)存卖宠，保證整個物理內(nèi)存基本都是高效率運轉(zhuǎn)巍杈，并且安全性也有保證。
原理就是這樣扛伍，如果每次啟動時候的代碼筷畦，分散在虛擬內(nèi)存中，可能會引發(fā)多次的映射過程（缺頁異常）刺洒，如果能把啟動是的代碼鳖宾，放到一個16KB頁中，是不是映射一次就可以了逆航，當(dāng)然這是理想的情況鼎文，整個啟動的過程大約4000次左右的映射過程大約0.2ms左右，如果進行優(yōu)化因俐，能減少百分之10左右拇惋。
我們可以使用Instruments 中的system trace 進行查看page fault的次數(shù)。
具體怎么將啟動的函數(shù)聚合到一起抹剩，兩種方案：
- 抖音使用的是HOOK objc_msgSend撑帖，找到調(diào)用的所有函數(shù)，有幾個缺點吧兔，靜態(tài)方法hook不到磷仰，swift的結(jié)構(gòu)體和枚舉都是值類型、我們自己寫的C函數(shù)境蔼、block這些都hook不到灶平。（具體hook方法可以使用fishkook，一個fb開源的工具箍土，但是還要用到匯編相關(guān)逢享，不過肯定很多開源的）
- 可以考慮使用Clang編譯器帶的函數(shù)，一般叫做Clang插樁吴藻，Clang編譯器會在每個函數(shù)執(zhí)行過程中插入代碼瞒爬，打印當(dāng)前函數(shù)，這樣找到的方法比較全面沟堡。
__sanitizer_cov_trace_pc_guard
__sanitizer_cov_trace_pc_guard_init配置這兩個函數(shù)侧但，然后將啟動方法輸出到一個文件中，配置到在Xcode中order-file航罗。這樣禀横，系統(tǒng)在編譯的時候，會按照我們制定的順序加載粥血。默認的編譯順序是按照Build Phases中的Compile source里邊加載的柏锄。
搞完酿箭，我們可以通過輸出link map查看symbols的編譯順序。
這里涉及到一點趾娃，冷啟動和熱啟動缭嫡；我們通過page fault的次數(shù)可以看出，如果啟動過的APP抬闷，被殺掉以后妇蛀，下一次啟動page fault的次數(shù)減少了很多，說明啟動過饶氏，內(nèi)存中這些數(shù)據(jù)就已經(jīng)存在了（內(nèi)存中的數(shù)據(jù)銷毀讥耗，其實就是被覆蓋，如果這個時候疹启，我們啟動很多其他的應(yīng)用古程，再次啟動這個應(yīng)用，還是會減緩啟動時間）喊崖。
冷啟動就是內(nèi)存中挣磨，完全不存在這個APP，熱啟動就是被殺掉荤懂，然后接著啟動茁裙，這時候，內(nèi)存中很多數(shù)據(jù)已經(jīng)有了节仿，不需要操作了晤锥。
工具拓展：
怎么監(jiān)控啟動時間呢？
前滴滴出行技術(shù)專家戴銘廊宪，他實現(xiàn)了hook objc_msgSend矾瘾，然后在這個里邊添加開始調(diào)用函數(shù)和函數(shù)調(diào)用結(jié)束的標(biāo)識，從而了解每一個函數(shù)的執(zhí)行時間箭启。
粗顆粒壕翩，可以使用一些定時工具，計算從啟動傅寡，到啟動完放妈，或者某個階段的時間（BLStopwatch可以看下）
Instruments 也是很好的工具 Timer 、system trace都可以顯示每個函數(shù)的執(zhí)行時間荐操，他的實現(xiàn)原理好像是固定時間抓取函數(shù)的調(diào)用棧芜抒，粗略的算下執(zhí)行時間，就和微信開源的性能檢測工具Matrix托启，定時抓取調(diào)用棧信息宅倒，比對棧的頭部，看這個調(diào)用棧出現(xiàn)了幾次驾中，次數(shù)多了唉堪，就認為是卡頓，優(yōu)點類似肩民。
當(dāng)然唠亚，整個流程還有一些細節(jié)點，如果要考慮特別完善持痰，要考慮網(wǎng)絡(luò)灶搜、首頁渲染、數(shù)據(jù)讀取等一些細節(jié)工窍，看有沒有優(yōu)化的空間割卖。
