先來談?wù)凜PU和GPU

• 在屏幕成像的過程中佃乘，CPU和GPU起著至關(guān)重要的作用

• CPU( Central Processing Unit, 中央處理器)就是機(jī)器的“大腦”膳灶，也是布局謀略、發(fā)號施令铃将、控制行動的“總司令官”。

• CPU的結(jié)構(gòu)主要包括運(yùn)算器（ALU, Arithmetic and Logic Unit）、控制單元（CU, Control Unit）耗帕、寄存器（Register）、高速緩存器（Cache）和它們之間通 訊的數(shù)據(jù)盐茎、控制及狀態(tài)的總線兴垦。

• GPU全稱為Graphics Processing Unit，中文為圖形處理器字柠，就如它的名字一樣探越，GPU最初是用在個人電腦、工作站窑业、游戲機(jī)和一些移動設(shè)備（如平板電腦钦幔、智能手機(jī)等）上運(yùn)行繪圖運(yùn)算工作的微處理器。

• 為什么GPU特別擅長處理圖像數(shù)據(jù)呢常柄？這是因為圖像上的每一個像素點(diǎn)都有被處理的需要鲤氢，而且每個像素點(diǎn)處理的過程和方式都十分相似，也就成了GPU的天然溫床西潘。

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在iOS中是雙緩沖機(jī)制卷玉，有前幀緩存、后幀緩存喷市，即GPU會預(yù)先渲染好一幀放入一個緩沖區(qū)內(nèi)（前幀緩存）相种，讓視頻控制器讀取，當(dāng)下一幀渲染好后品姓，GPU會直接把視頻控制器的指針指向第二個緩沖器（后幀緩存）寝并。當(dāng)你視頻控制器已經(jīng)讀完一幀，準(zhǔn)備讀下一幀的時候腹备，GPU會等待顯示器的VSync信號發(fā)出后衬潦，前幀緩存和后幀緩存會瞬間切換，后幀緩存會變成新的前幀緩存植酥，同時舊的前幀緩存會變成新的后幀緩存镀岛。

屏幕成像原理

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卡頓產(chǎn)生的原因

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在Sync信號到來后，系統(tǒng)圖形服務(wù)會通過CADisplayLink等機(jī)制通知App，App主線程開始在CPU中計算顯示內(nèi)容哎媚，比如視圖的創(chuàng)建喇伯，布局計算，圖片解碼拨与，文本繪制等稻据。隨后CPU會將計算好的內(nèi)容提交到GPU去，由GPU進(jìn)行交換买喧，合成捻悯，渲染。隨后GPU會把渲染結(jié)果提交到幀緩沖區(qū)淤毛，等待下一次VSync信號（垂直同步信號）到來時顯示到屏幕上今缚。由于垂直同步機(jī)制，如果在一個VSync時間內(nèi)低淡，CPU或者GPU沒有完成內(nèi)容提交姓言，則那一幀就會被丟棄，等待下一次機(jī)會再顯示蔗蹋，而這時顯示屏因為沒有新的刷新何荚，會保留之前的內(nèi)容不變。這就造成了卡頓猪杭。

• 按照60FPS的刷幀率餐塘，每隔16ms就會有一次VSync信號

卡頓優(yōu)化 -CPU

• 盡量用輕量級的對象，比如用不到事件處理的地方皂吮，可以考慮使用CALayer取代UIView

• 不要頻繁地調(diào)用UIView的相關(guān)屬性戒傻，比如frame、bounds蜂筹、transform等屬性需纳，盡量減少不必要的修改

• 盡量提前計算好布局，在有需要時一次性調(diào)整對應(yīng)的屬性艺挪，不要多次修改屬性

• Autolayout會比直接設(shè)置frame消耗更多的CPU資源

• 圖片的size最好剛好跟UIImageView的size保持一致

• 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

卡頓優(yōu)化 -GPU

• 盡量避免短時間內(nèi)大量圖片的顯示候齿，盡可能將多張圖片合成一張進(jìn)行顯示

• 盡量減少視圖數(shù)量和層次

• 減少透明的視圖（alpha<1），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中闺属，GPU有2種渲染方式

1.On-Screen Rendering：當(dāng)前屏幕渲染，在當(dāng)前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作

2.Off-Screen Rendering：離屏渲染周霉，在當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)以外新開辟一個緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作

• 離屏渲染消耗性能的原因

1.需要創(chuàng)建新的緩沖區(qū)

2.離屏渲染的整個過程掂器，需要多次切換上下文環(huán)境，先是從當(dāng)前屏幕（On-Screen）切換到離屏（Off-Screen）俱箱；等到離屏渲染結(jié)束以后国瓮，將離屏緩沖區(qū)的渲染結(jié)果顯示到屏幕上，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？

1.光柵化乃摹，layer.shouldRasterize = YES

2.遮罩禁漓，layer.mask

3.圓角，同時設(shè)置layer.masksToBounds = YES孵睬、layer.cornerRadius大于0

考慮通過CoreGraphics繪制裁剪圓角播歼，或者叫美工提供圓角圖片

4.陰影，layer.shadowXXX

如果設(shè)置了layer.shadowPath就不會產(chǎn)生離屏渲染

耗電優(yōu)化

耗電的主要來源掰读？

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• CPU處理秘狞，Processing

• 網(wǎng)絡(luò)，Networking

• 定位蹈集，Location

• 圖像烁试，Graphics

1. 定位優(yōu)化

• 如果只是需要快速確定用戶位置，最好用CLLocationManager的requestLocation方法拢肆。定位完成后减响，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郭怪，定位完畢就關(guān)掉定位服務(wù)

• 盡量降低定位精度支示，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移盆，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悼院，優(yōu)先考慮startMonitoringForRegion:

APP啟動優(yōu)化

先來看app啟動流程

APP的啟動可以分為2種

1、冷啟動（Cold Launch）：從零開始啟動APP

2咒循、熱啟動（Warm Launch）：APP已經(jīng)在內(nèi)存中据途，在后臺存活著，再次點(diǎn)擊圖標(biāo)啟動APP

APP啟動時間的優(yōu)化叙甸，主要是針對冷啟動進(jìn)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）

1颖医、DYLD_PRINT_STATISTICS設(shè)置為1

2、如果需要更詳細(xì)的信息裆蒸，那就將DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS設(shè)置為1

APP的冷啟動概括為三大階段

• dyld熔萧，Apple的動態(tài)鏈接器，可以用來裝載Mach-O文件（可執(zhí)行文件僚祷、動態(tài)庫等）

啟動APP時佛致，dyld所做的事情有

1.裝載APP的可執(zhí)行文件，同時會遞歸加載所有依賴的動態(tài)庫

2.當(dāng)dyld把可執(zhí)行文件辙谜、動態(tài)庫都裝載完畢后俺榆，會通知Runtime進(jìn)行下一步的處理

• runtime

啟動APP時，runtime所做的事情有

1.調(diào)用map_images進(jìn)行可執(zhí)行文件內(nèi)容的解析和處理

2.在load_images中調(diào)用call_load_methods装哆，調(diào)用所有Class和Category的+load方法

3.進(jìn)行各種objc結(jié)構(gòu)的初始化（注冊O(shè)bjc類 罐脊、初始化類對象等等）

4.調(diào)用C++靜態(tài)初始化器和attribute((constructor))修飾的函數(shù)

到此為止定嗓，可執(zhí)行文件和動態(tài)庫中所有的符號(Class，Protocol萍桌，Selector宵溅，IMP，…)都已經(jīng)按格式成功加載到內(nèi)存中上炎，被runtime 所管理

• main

1.APP的啟動由dyld主導(dǎo)恃逻，將可執(zhí)行文件加載到內(nèi)存，順便加載所有依賴的動態(tài)庫

2.并由runtime負(fù)責(zé)加載成objc定義的結(jié)構(gòu)

3.所有初始化工作結(jié)束后反症，dyld就會調(diào)用main函數(shù)

4.接下來就是UIApplicationMain函數(shù)辛块，AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法

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優(yōu)化方案

一、dyld

減少動態(tài)庫铅碍、合并一些動態(tài)庫（定期清理不必要的動態(tài)庫）

減少Objc類润绵、分類的數(shù)量、減少Selector數(shù)量（定期清理不必要的類胞谈、分類）

減少C++虛函數(shù)數(shù)量

Swift盡量使用struct

二尘盼、runtime

用+initialize方法和dispatch_once取代所有的attribute((constructor))、C++靜態(tài)構(gòu)造器烦绳、ObjC的+load

三卿捎、main

在不影響用戶體驗的前提下，盡可能將一些操作延遲径密，不要全部都放在finishLaunching方法中

按需加載

后面會分享自己的優(yōu)化過程