iOS原理(十)----性能優(yōu)化

1.卡頓優(yōu)化

在屏幕成像的過程中朽色，CPU和GPU起著至關(guān)重要的作用:

• CPU（Central Processing Unit，中央處理器）:對象的創(chuàng)建和銷毀组题、對象屬性的調(diào)整葫男、布局計(jì)算、文本的計(jì)算和排版崔列、圖片的格式轉(zhuǎn)換和解碼梢褐、圖像的繪制（Core Graphics）.
• GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理器）:紋理的渲染.

在iOS中是雙緩沖機(jī)制赵讯，有前幀緩存盈咳、后幀緩存.

屏幕成像包括:垂直同步信號（VSync）和水平同步信號（HSync）.按照60FPS的刷幀率，每隔16ms就會有一次VSync信號,當(dāng)垂直同步信號來臨時(shí),如果當(dāng)前幀緩存沒有生成時(shí),會顯示前一幀緩存,這就會造成卡頓現(xiàn)象.

卡頓優(yōu)化 - CPU:

• 盡量用輕量級的對象边翼，比如用不到事件處理的地方鱼响，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组底、bounds丈积、transform等屬性，盡量減少不必要的修改
• 盡量提前計(jì)算好布局债鸡，在有需要時(shí)一次性調(diào)整對應(yīng)的屬性江滨，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(shí)的操作放到子線程
  • 文本處理（尺寸計(jì)算、繪制）
  • 圖片處理（解碼厌均、繪制）

卡頓優(yōu)化 - GPU:

• 盡量避免短時(shí)間內(nèi)大量圖片的顯示唬滑，盡可能將多張圖片合成一張進(jìn)行顯示
• GPU能處理的最大紋理尺寸是4096x4096，一旦超過這個(gè)尺寸，就會占用CPU資源進(jìn)行處理晶密，所以紋理盡量不要超過這個(gè)尺寸
• 盡量減少視圖數(shù)量和層次
• 減少透明的視圖（alpha<1）擒悬，不透明的就設(shè)置opaque為YES
• 盡量避免出現(xiàn)離屏渲染

GPU有2種渲染方式:

• 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
• Off-Screen Rendering：離屏渲染惹挟，在當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)以外新開辟一個(gè)緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作

離屏渲染消耗性能的原因:

• 需要?jiǎng)?chuàng)建新的緩沖區(qū)
• 離屏渲染的整個(gè)過程茄螃，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）连锯；等到離屏渲染結(jié)束以后归苍，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

下面的操作會觸發(fā)離屏渲染:

• 光柵化运怖，layer.shouldRasterize = YES
• 遮罩拼弃，layer.mask
• 圓角，同時(shí)設(shè)置layer.masksToBounds = YES摇展、layer.cornerRadius大于0,考慮通過CoreGraphics繪制裁剪圓角吻氧，或者叫美工提供圓角圖片
• 陰影，layer.shadowXXX,如果設(shè)置了layer.shadowPath就不會產(chǎn)生離屏渲染

平時(shí)所說的“卡頓”主要是因?yàn)樵谥骶€程執(zhí)行了比較耗時(shí)的操作,可以添加Observer到主線程RunLoop中咏连，通過監(jiān)聽RunLoop狀態(tài)切換的耗時(shí)盯孙，以達(dá)到監(jiān)控卡頓的目的.

耗電優(yōu)化

耗電來源:

• CPU處理，Processing
• 網(wǎng)絡(luò)祟滴，Networking
• 定位振惰，Location
• 圖像，Graphics

所以有以下優(yōu)化策略:

• 盡可能降低CPU垄懂、GPU功耗
• 少用定時(shí)器
• 優(yōu)化I/O操作
  • 盡量不要頻繁寫入小數(shù)據(jù)骑晶，最好批量一次性寫入
  • 讀寫大量重要數(shù)據(jù)時(shí)，考慮用dispatch_io草慧，其提供了基于GCD的異步操作文件I/O的API桶蛔。用dispatch_io系統(tǒng)會優(yōu)化磁盤訪問
  • 數(shù)據(jù)量比較大的，建議使用數(shù)據(jù)庫（比如SQLite漫谷、CoreData）
• 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化
  • 減少仔雷、壓縮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)
  • 如果多次請求的結(jié)果是相同的，盡量使用緩存
  • 使用斷點(diǎn)續(xù)傳舔示，否則網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時(shí)可能多次傳輸相同的內(nèi)容
  • 網(wǎng)絡(luò)不可用時(shí)朽寞，不要嘗試執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)請求讓用戶可以取消長時(shí)間運(yùn)行或者速度很慢的網(wǎng)絡(luò)操作，設(shè)置合適的超時(shí)時(shí)間
  • 批量傳輸斩郎，比如，下載視頻流時(shí)喻频，不要傳輸很小的數(shù)據(jù)包缩宜，直接下載整個(gè)文件或者一大塊一大塊地下載。如果下載廣告，一次性多下載一些锻煌，然后再慢慢展示妓布。如果下載電子郵件，一次下載多封宋梧，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匣沼，最好用CLLocationManager的requestLocation方法。定位完成后捂龄，會自動(dòng)讓定位硬件斷電
  • 如果不是導(dǎo)航應(yīng)用释涛，盡量不要實(shí)時(shí)更新位置，定位完畢就關(guān)掉定位服務(wù)
  • 盡量降低定位精度倦沧，比如盡量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
  • 需要后臺定位時(shí)唇撬，盡量設(shè)置pausesLocationUpdatesAutomatically為YES，如果用戶不太可能移動(dòng)的時(shí)候系統(tǒng)會自動(dòng)暫停位置更新
  • 盡量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges展融，優(yōu)先考慮startMonitoringForRegion:
• 硬件檢測優(yōu)化:用戶移動(dòng)窖认、搖晃、傾斜設(shè)備時(shí)告希，會產(chǎn)生動(dòng)作(motion)事件扑浸，這些事件由加速度計(jì)、陀螺儀燕偶、磁力計(jì)等硬件檢測喝噪。在不需要檢測的場合，應(yīng)該及時(shí)關(guān)閉這些硬件

APP啟動(dòng)優(yōu)化

APP的啟動(dòng)可以分為2種:

• 冷啟動(dòng)（Cold Launch）：從零開始啟動(dòng)APP
• 熱啟動(dòng)（Warm Launch）：APP已經(jīng)在內(nèi)存中杭跪，在后臺存活著仙逻，再次點(diǎn)擊圖標(biāo)啟動(dòng)APP

APP啟動(dòng)時(shí)間的優(yōu)化，主要是針對冷啟動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化,通過添加環(huán)境變量可以打印出APP的啟動(dòng)時(shí)間分析（Edit scheme -> Run -> Arguments）
DYLD_PRINT_STATISTICS設(shè)置為1
如果需要更詳細(xì)的信息涧尿，那就將DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS設(shè)置為1.

APP的冷啟動(dòng)可以概括為3大階段:

• dyld:Apple的動(dòng)態(tài)鏈接器系奉，可以用來裝載Mach-O文件（可執(zhí)行文件、動(dòng)態(tài)庫等）,啟動(dòng)APP時(shí)姑廉，dyld所做的事情有:

  • 裝載APP的可執(zhí)行文件缺亮，同時(shí)會遞歸加載所有依賴的動(dòng)態(tài)庫
  • 當(dāng)dyld把可執(zhí)行文件、動(dòng)態(tài)庫都裝載完畢后桥言，會通知Runtime進(jìn)行下一步的處理

• runtime:啟動(dòng)APP時(shí)萌踱，runtime階段將可執(zhí)行文件和動(dòng)態(tài)庫中所有的符號(Class，Protocol号阿，Selector并鸵，IMP，…)都已經(jīng)按格式成功加載到內(nèi)存中扔涧，被runtime 所管理runtime所做的事情有:

  • 調(diào)用map_images進(jìn)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园担，調(diào)用所有Class和Category的+load方法
  • 進(jìn)行各種objc結(jié)構(gòu)的初始化（注冊O(shè)bjc類 届谈、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)

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

所以啟動(dòng)優(yōu)化策略有,按照不同的階段:

• dyld:
  • 減少動(dòng)態(tài)庫弯汰、合并一些動(dòng)態(tài)庫（定期清理不必要的動(dòng)態(tài)庫）
  • 減少Objc類艰山、分類的數(shù)量、減少Selector數(shù)量（定期清理不必要的類咏闪、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))曙搬、C++靜態(tài)構(gòu)造器、ObjC的+load
• main:
  • 在不影響用戶體驗(yàn)的前提下鸽嫂，盡可能將一些操作延遲纵装，不要全部都放在finishLaunching方法中
  • 按需加載

安裝包優(yōu)化

安裝包（IPA）主要由可執(zhí)行文件、資源組成,所有采用以下方式安裝包優(yōu)化:

• 資源（圖片溪胶、音頻搂擦、視頻等）
  • 采取無損壓縮
  • 去除沒有用到的資源
• 可執(zhí)行文件瘦身,檢測未使用的代碼,編寫LLVM插件檢測出重復(fù)代碼、未被調(diào)用的代碼
  ,編譯器優(yōu)化:
  • Strip Linked Product哗脖、Make Strings Read-Only瀑踢、Symbols Hidden by Default設(shè)置為YES
  • 去掉異常支持，Enable C++ Exceptions才避、Enable Objective-C Exceptions設(shè)置為NO橱夭， Other C Flags添加-fno-exceptions