iOS開發(fā)中的性能優(yōu)化和調(diào)試

在開始這篇文章之前,先說幾個(gè)概念性的東西俗冻。
CPU 和GPU
關(guān)于繪圖和動(dòng)畫有兩種處理方式CPU(中央處理器)和GPU(圖形處理器),CPU的工作都在軟件層面,而GPU的在硬件層面屋剑。
總的來說,可以使用CPU做任何事情诗眨,但是對(duì)于圖像的處理唉匾,通常GPU會(huì)更快,所以匠楚,我們想盡可能的把屏幕渲染的工作交給硬件去處理巍膘,而問題在于GPU并沒有無限制處理的性能,一旦資源用盡芋簿,即使CPU并沒有完全占用峡懈,GPU性能還是會(huì)下降。所以益咬,目前大多的性能優(yōu)化都是關(guān)于智能利用GPU和CPU逮诲,平衡它們之間工作負(fù)載帜平。

測(cè)量,而不是猜測(cè)
如何測(cè)量梅鹦,第一步就是確保在真實(shí)環(huán)境下測(cè)試你的程序

真機(jī)測(cè)試裆甩,而不是模擬器
模擬器運(yùn)行在Mac上,然而Mac上的cpu比ios設(shè)備要快很多齐唆,相反嗤栓,Mac上的GPU和ios設(shè)備上的不一樣,模擬器不得已需要在軟件層面(CPU)模擬ios設(shè)備箍邮,所以GPU的相關(guān)操作在模擬器上面運(yùn)行的會(huì)更慢
另一件重要的就是性能測(cè)試的時(shí)候一定要用發(fā)布配置茉帅,而不是調(diào)試模式,因?yàn)楫?dāng)用發(fā)布環(huán)境打包的時(shí)候锭弊,編譯器會(huì)引入一些提高性能的優(yōu)化堪澎,比如:去除調(diào)試符號(hào)或者移除并重新組織代碼,因?yàn)榭梢宰约鹤龅竭@些味滞,比如禁用NSlog樱蛤、print語(yǔ)句,因?yàn)?剑鞍,只需要關(guān)心發(fā)布性能昨凡。

測(cè)試幀率
Core Animation可以用來檢測(cè)應(yīng)用內(nèi)的FPS,當(dāng)FPS 低于45的時(shí)候蚁署,用戶就會(huì)察覺到到滑動(dòng)有卡頓便脊。理論上60最佳,實(shí)際過程中59就可以了光戈。

點(diǎn)擊模擬器哪痰,然后在點(diǎn)擊Debug,會(huì)發(fā)現(xiàn)如下幾個(gè)名詞田度《视或者選擇instruments工具中的Core Animation工具(如下圖右下角),也會(huì)出現(xiàn)以下幾個(gè)名詞镇饺。接下來分別解釋一下這幾個(gè)名詞:color blended Layers乎莉、color misaligned Layers、color copied images奸笤、color offScreen-Rendered Yellow惋啃。

效果圖

1、color blended Layers(混合圖層):對(duì)屏幕的混合區(qū)域從綠到紅的疊加监右。由于重繪的原因边灭,混合(視圖重疊)對(duì)GPU性能有影響。如:空視圖view的背景為綠色健盒,添加半透明圖片(avatar_vip界面上的VIP小圖)后绒瘦,圖片的區(qū)域變成紅色称簿,這種情況對(duì)系統(tǒng)性能影響較大。
png圖片是支持透明的,對(duì)系統(tǒng)性能也會(huì)有影響的
開發(fā)設(shè)置顏色最好不要設(shè)置透明顏色惰帽,因?yàn)橥该黝伾膱D層和其他圖層重疊在一塊的部分憨降,系統(tǒng)會(huì)做處理,這種處理是比較消耗資源的该酗。

2授药、color misaligned Layers:圖片的拉伸。如果顯示黃色呜魄,最好考慮怎樣將他變?yōu)榫G色或者不顯示悔叽。
所謂的拉伸就是設(shè)置的大小和圖片本省的大小不一致,一般只要設(shè)置圖片爵嗅,就會(huì)存在拉升娇澎。實(shí)際上設(shè)置填充模式就是為了解決拉伸效果對(duì)性能的影響。
3睹晒、color copied images(很少用到) 復(fù)制的圖片九火,開發(fā)中很少碰到,一般動(dòng)畫中core Animation 偶爾會(huì)自動(dòng)生成圖片册招,對(duì)系統(tǒng)性能影響很大。

4勒极、color offScreen-Rendered Yellow 稱為離屏渲染:是指在屏幕外部不可見部分或異步操作是掰,準(zhǔn)備好圖片。優(yōu)點(diǎn):提前畫好圖片辱匿。 缺點(diǎn):會(huì)在CPU和GPU之間頻繁切換键痛,一會(huì)計(jì)算坐標(biāo),一會(huì)畫圖匾七。會(huì)導(dǎo)致CPU消耗高些絮短,但現(xiàn)實(shí)性能稍微好些。一般會(huì)用shadowPath和shouldRasterise(柵格化)來優(yōu)化昨忆。

在說明性能優(yōu)化之前要說一點(diǎn)非常重要的:
所謂的性能優(yōu)化一般都是在運(yùn)行和內(nèi)存之間切換丁频,平衡兩者的負(fù)荷。具體的性能到底好不好邑贴,一定要通過實(shí)際測(cè)試才來決定到底用不用采取下面的幾種優(yōu)化方案之一席里。試想,如果表格刷新幀率已經(jīng)非常接近60了拢驾,但是還想進(jìn)一步采取緩存行高來優(yōu)化項(xiàng)目奖磁。很肯定的說,這種做法是不明智的繁疤,因?yàn)樗⑿聨室呀?jīng)非常接近60了咖为,即使再怎么優(yōu)化也不可能突破60這個(gè)數(shù)值秕狰,反而采取緩存行高的方式會(huì)消耗內(nèi)存,對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的優(yōu)化百害而無一利躁染。

表格性能優(yōu)化的七種方案:
1鸣哀、如果要提高表格的性能,最重要的是減少計(jì)算褐啡,能夠保證每一幀都完成計(jì)算诺舔,從而達(dá)到流暢的效果。(主要解決方案是:行高一定要緩存备畦,請(qǐng)求到數(shù)據(jù)后提前計(jì)算行高即可低飒。)
2、不要?jiǎng)討B(tài)創(chuàng)建子視圖懂盐,而不是動(dòng)態(tài)的去創(chuàng)建子視圖褥赊。即所有的子視圖都預(yù)先給創(chuàng)建好,不需要顯示的時(shí)候直接通過設(shè)置hidden屬性莉恼,而不是動(dòng)態(tài)的通過addsubview去控制拌喉。
3、所有的子視圖都要制定背景顏色(如UIViewController中不設(shè)置背景顏色俐银,會(huì)出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象)尿背。
4、所有的顏色都不要使用alpha捶惜,一旦涉及alpha就會(huì)涉及多個(gè)圖層渲染的計(jì)算田藐,運(yùn)算量會(huì)很大,對(duì)資源的消耗會(huì)非常巨大吱七。
5汽久、柵格化(這是美工的術(shù)語(yǔ)):將cell中的所有內(nèi)容,生成一張獨(dú)立的圖像踊餐。在屏幕滾動(dòng)時(shí)景醇,只顯示圖像。但是有一點(diǎn)要注意吝岭,使用柵格化的時(shí)候一定要設(shè)置屏幕分辨率三痰。針對(duì)只一點(diǎn)優(yōu)化,只要在自定義cell類中的初始化發(fā)放中寫下如下兩行代碼:

self.layer.shadowPath = YES;
self.layer.rasterizationScale = [UIScreen mainScreen].scale;

設(shè)置完這兩句話后苍碟,點(diǎn)擊Core Animation中右下角的Color Hits Green And Misses Red會(huì)發(fā)現(xiàn)在滾動(dòng)屏幕的時(shí)候酒觅,會(huì)出現(xiàn)部分綠色,這是因?yàn)殡x屏渲染會(huì)緩存部分生成的圖像微峰。
6舷丹、異步繪制。如果cell布局比較復(fù)雜建議使用異步繪制蜓肆,其他情況下不建議使用颜凯。同樣也是在自定義cell類中的初始化中完成谋币,只要寫上一句代碼即可。

self.layer.drawsAsynchronously = YES;

7症概、針對(duì)混合圖層和圖片拉升效果引起的性能問題蕾额,一般可以通過繪制指定尺寸大小、不透明的圖片來優(yōu)化性能彼城。如下是兩個(gè)代碼片段分別針對(duì)這一點(diǎn)繪制指定尺寸和圓角圖片诅蝶。

繪制圓角圖片

- (UIImage *)imageWithSize:(CGSize )size backColor:(UIColor *)backColor{
    CGRect rect = CGRectMake(0, 0, size.width, size.height);
    //1.上下文  ->在內(nèi)存中開辟一個(gè)地址,這和屏幕顯示無關(guān)
    //參數(shù) 1.繪圖尺寸  2.是否不透明:false(透明)/true(不透明)  3.屏幕的分辨率募壕,默認(rèn)如果不指定调炬,默認(rèn)的圖像顯示1.0的分辨率,圖像質(zhì)量不好舱馅,可以指定為0缰泡,會(huì)選擇當(dāng)前屏幕的分辨率
    //第二個(gè)參數(shù),一般設(shè)置為true更好些代嗤,會(huì)避免圖層重疊導(dǎo)致的混合渲染
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, YES, 0);
     //2.繪圖 drawInRect就是在指定區(qū)域內(nèi)拉伸屏幕  核心繪圖的重點(diǎn):路徑
    //設(shè)置背景顏色
    [backColor setFill];
    UIRectFill(rect);
    [self drawInRect:rect];
     //3.取得結(jié)果
    UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    //4.關(guān)閉上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    return image;
}

繪制指定尺寸大小的圖片

- (UIImage *)circleImageWithSize:(CGSize )size backColor:(UIColor *)backColor lineColor:(UIColor *)lineColor lineWidth:(CGFloat)linewidth{
      CGRect rect = CGRectMake(0, 0, size.width, size.height);
    //1.上下文  ->在內(nèi)存中開辟一個(gè)地址棘钞,這和屏幕顯示無關(guān)
    //參數(shù) 1.繪圖尺寸  2.是否不透明:false(透明)/true(不透明)  3.屏幕的分辨率,默認(rèn)如果不指定干毅,默認(rèn)的圖像顯示1.0的分辨率宜猜,圖像質(zhì)量不好,可以指定為0硝逢,會(huì)選擇當(dāng)前屏幕的分辨率
    //第二個(gè)參數(shù)宝恶,一般設(shè)置為true更好些,會(huì)避免圖層重疊導(dǎo)致的混合渲染
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, YES, 0);
    //2.繪圖 drawInRect就是在指定區(qū)域內(nèi)拉伸屏幕  核心繪圖的重點(diǎn):路徑
     //a.背景填充顏色
    [backColor setFill];
    UIRectFill(rect);
    //b.實(shí)例化一個(gè)圓形的路徑
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:rect];
     //c.進(jìn)行路徑裁剪 --后續(xù)的繪圖趴捅,都會(huì)在圓形路徑內(nèi)部,外部的全部干掉
    [path addClip];
    //d.繪圖
    [self drawInRect:rect];
     //f.繪制邊線
    [lineColor setStroke];
    path.lineWidth = linewidth;
    [path stroke];
    
    //3.取得結(jié)果
    UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    //4.關(guān)閉上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    return image;

}

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