iOS性能優(yōu)化看這一篇就夠了

處理器優(yōu)化

CPU和GPU
  • 在屏幕成像的過程中戒幔,CPU和GPU起著至關(guān)重要的作用
    CPU:(Central Processing Unit,中央處理器)
    負(fù)責(zé)對象的創(chuàng)建和銷毀份氧、對象屬性的調(diào)整唯袄、布局計算、文本的計算和排版蜗帜、圖片的格式轉(zhuǎn)換和解碼恋拷、圖像的繪制(Core Graphics)
    GPU:(Graphics Processing Unit,圖形處理器)
    負(fù)責(zé)紋理的渲染


    視圖顯示流程
  • 在iOS中是雙緩沖機制厅缺,有前幀緩存蔬顾、后幀緩存


    屏幕成像原理

    當(dāng)垂直同步信號來的時候,開始水平同步信號按行進行刷新屏幕像素湘捎。

卡頓產(chǎn)生的原因

按照60FPS的刷幀率诀豁,每隔16ms就會有一次VSync信號,一旦垂直同步信號來了消痛,GPU會立馬將幀緩存區(qū)的數(shù)據(jù)顯示到屏幕上去且叁,并且馬上開始下一幀的操作,在16ms時間內(nèi)GPU沒有處理完成秩伞,GPU就會將這一次的數(shù)據(jù)拋棄掉逞带,屏幕就會顯示上一次渲染完成的數(shù)據(jù),從而產(chǎn)生掉幀纱新,就是卡頓現(xiàn)象展氓。

  • 卡頓解決的主要思路
    盡可能減少CPU、GPU資源消耗
卡頓優(yōu)化 - CPU
  • 盡量用輕量級的對象脸爱,比如用不到事件處理的地方遇汞,可以考慮使用CALayer取代UIView
  • 不要頻繁地調(diào)用UIView的相關(guān)屬性,比如frame簿废、bounds空入、transform等屬性,盡量減少不必要的修改
  • 盡量提前計算好布局族檬,在有需要時一次性調(diào)整對應(yīng)的屬性歪赢,不要多次修改屬性,比如tableViewCell刷新時候单料,每個cell對應(yīng)一個處理好的layout值埋凯。
  • Autolayout會比直接設(shè)置frame消耗更多的CPU資源点楼,這個在新版本的iOS里autolayout性能已經(jīng)接近于frame。
  • 圖片的size最好剛好跟UIImageView的size保持一致白对,有些廠商的cdn上會包含這個功能掠廓,拉取圖片時候可以直接指定圖片大小,無論對渲染還是內(nèi)存都是一個好的方案甩恼。
  • 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(尺寸計算蟀瞧、繪制)
    圖片處理(解碼、繪制)
卡頓優(yōu)化 - GPU
  • 盡量避免短時間內(nèi)大量圖片的顯示媳拴,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黄橘,一旦超過這個尺寸,就會占用CPU資源進行處理屈溉,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)塞关,不透明的就設(shè)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(dāng)前屏幕渲染子巾,在當(dāng)前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)進行渲染操作
    Off-Screen Rendering:離屏渲染帆赢,在當(dāng)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)境线梗,先是從當(dāng)前屏幕(On-Screen)切換到離屏(Off-Screen)椰于;等到離屏渲染結(jié)束以后,將離屏緩沖區(qū)的渲染結(jié)果顯示到屏幕上仪搔,又需要將上下文環(huán)境從離屏切換到當(dāng)前屏幕
  • 哪些操作會觸發(fā)離屏渲染瘾婿?
    光柵化,layer.shouldRasterize = YES
    遮罩烤咧,layer.mask
    圓角偏陪,同時設(shè)置layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0
    考慮通過CoreGraphics繪制裁剪圓角煮嫌,或者叫美工提供圓角圖片
    陰影笛谦,layer.shadowXXX
    如果設(shè)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)切換的耗時昌阿,以達到監(jiān)控卡頓的目的

觸發(fā)卡頓的時間閾值饥脑,我們可以根據(jù) WatchDog 機制來設(shè)置。
WatchDog 在不同狀態(tài)下設(shè)置的不同時間懦冰,如下所示:
啟動(Launch):20s灶轰;
恢復(fù)(Resume):10s;
掛起(Suspend):10s刷钢;
退出(Quit):6s框往;
后臺(Background):3min(在 iOS 7 之前,每次申請 10min闯捎; 之后改為每次申請 3min椰弊,可連續(xù)申請,最多申請到 10min)瓤鼻。
通過 WatchDog 設(shè)置的時間秉版,我認(rèn)為可以把啟動的閾值設(shè)置為 10 秒,其他狀態(tài)則都默認(rèn)設(shè)置為 3 秒茬祷∏寤溃總的原則就是,要小于 WatchDog 的限制時間祭犯。當(dāng)然了秸妥,這個閾值也不用小得太多,原則就是要優(yōu)先解決用戶感知最明顯的體驗問題沃粗。

耗電優(yōu)化

耗電主要來源

CPU處理粥惧,Processing
網(wǎng)絡(luò),Networking
定位最盅,Location
圖像突雪,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)涡贱,最好批量一次性寫入
    讀寫大量重要數(shù)據(jù)時咏删,考慮用dispatch_io,其提供了基于GCD的異步操作文件I/O的API问词。用dispatch_io系統(tǒng)會優(yōu)化磁盤訪問
    數(shù)據(jù)量比較大的督函,建議使用數(shù)據(jù)庫(比如SQLite、CoreData)
  • 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化
    減少激挪、壓縮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)
    如果多次請求的結(jié)果是相同的辰狡,盡量使用緩存
    使用斷點續(xù)傳,否則網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時可能多次傳輸相同的內(nèi)容
    網(wǎng)絡(luò)不可用時灌灾,不要嘗試執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)請求
    讓用戶可以取消長時間運行或者速度很慢的網(wǎng)絡(luò)操作搓译,設(shè)置合適的超時時間
    批量傳輸,比如锋喜,下載視頻流時些己,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嘿般。如果下載廣告段标,一次性多下載一些,然后再慢慢展示炉奴。如果下載電子郵件逼庞,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瞻赶,最好用CLLocationManager的requestLocation方法赛糟。定位完成后派任,會自動讓定位硬件斷電
    如果不是導(dǎo)航應(yīng)用,盡量不要實時更新位置璧南,定位完畢就關(guān)掉定位服務(wù)
    盡量降低定位精度掌逛,比如盡量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
    需要后臺定位時,盡量設(shè)置pausesLocationUpdatesAutomatically為YES司倚,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豆混,優(yōu)先考慮startMonitoringForRegion:
  • 硬件檢測優(yōu)化
    用戶移動、搖晃动知、傾斜設(shè)備時皿伺,會產(chǎn)生動作(motion)事件,這些事件由加速度計盒粮、陀螺儀鸵鸥、磁力計等硬件檢測。在不需要檢測的場合拆讯,應(yīng)該及時關(guān)閉這些硬件

啟動優(yōu)化

  • 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)存中脂男,在后臺存活著,再次點擊圖
    啟動APP
  • APP啟動時間的優(yōu)化种呐,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(shè)置為1
    如果需要更詳細(xì)的信息宰翅,那就將DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS設(shè)置為1
  • APP的冷啟動可以概括為3大階段
    dyld
    runtime
    main


    三個階段
dyld
  • dyld(dynamic link editor),Apple的動態(tài)鏈接器爽室,可以用來裝載Mach-O文件(可執(zhí)行文件汁讼、動態(tài)庫等)
  • 啟動APP時,dyld所做的事情有
    裝載APP的可執(zhí)行文件阔墩,同時會遞歸加載所有依賴的動態(tài)庫
    當(dāng)dyld把可執(zhí)行文件嘿架、動態(tài)庫都裝載完畢后,會通知Runtime進行下一步的處理
runtime
  • 啟動APP時啸箫,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耸彪,調(diào)用所有Class和Category的+load方法
    進行各種objc結(jié)構(gòu)的初始化(注冊O(shè)bjc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)
  • 到此為止忘苛,可執(zhí)行文件和動態(tài)庫中所有的符號(Class蝉娜,Protocol,Selector扎唾,IMP召川,…)都已經(jīng)按格式成功加載到內(nèi)存中,被runtime 所管理

main

  • 總結(jié)一下
    APP的啟動由dyld主導(dǎo)胸遇,將可執(zhí)行文件加載到內(nèi)存荧呐,順便加載所有依賴的動態(tài)庫
    并由runtime負(fù)責(zé)加載成objc定義的結(jié)構(gòu)
    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)庫倍阐、合并一些動態(tài)庫(定期清理不必要的動態(tài)庫)
    減少Objc類概疆、分類的數(shù)量、減少Selector數(shù)量(定期清理不必要的類收捣、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))届案、C++靜態(tài)構(gòu)造器、ObjC的+load

  • main
    在不影響用戶體驗的前提下罢艾,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)行文件尽纽、資源組成

  • 資源(圖片咐蚯、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弄贿、Make Strings Read-Only春锋、Symbols Hidden by Default設(shè)置為YES
    去掉異常支持,Enable C++ Exceptions差凹、Enable Objective-C Exceptions設(shè)置為NO期奔, 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(fù)代碼、未被調(diào)用的代碼

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