• iOS性能优化


    开局几道面试题:

    你在项目中是怎么优化内存的?
    优化你是从哪几方面入手?
    列表卡顿的原因有哪些?你平时是怎么优化的?
    遇到tableView卡顿吗?会造成卡顿的原因大致有哪些?


    CPU和GPU

    在屏幕成像过程中,CPU和GPU起着至关重要的作用
    CPU(central processing unit,中央处理器)
    对象的创建、对象属性的调整、布局计算、文本的计算和排版、图片的格式转换和解码、图像的绘制(Core Graphics)

    GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)
    纹理的渲染
    在这里插入图片描述

    iOS中是双缓存机制,有前帧缓存、后帧缓存。

    屏幕成像原理

    在这里插入图片描述

    卡顿产生的原因

    在这里插入图片描述

    卡顿解决的主要思路:
    尽可能减少CPU、GPU资源消耗

    按照60FPS的刷帧率,每隔16ms就会有一次VSyn信号
    1s=1000ms
    1s/60=1000ms/60~=16ms

    卡顿优化-CPU

    1、尽量使用轻量级的对象,比如用不到的事件处理的地方,可以考虑使用CALayer取代UIView
    2、不要频繁的调用UIView的相关属性,比如frame、bounds、transfrom等属性,尽量减少不必要的修改
    3、尽量提前计算好布局,在有需要时一次性调整到对应的属性,不要多次修改属性
    Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源
    4、图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致
    5、控制一下线程的最大并发数量
    6、尽量把耗时的操作放到子线程
    7、文本处理(尺寸计算、绘制)
    8、图片处理(解码、绘制)

    卡顿优化-GPU

    1、尽量避免短时间内大量图片的显示,尽可能将多张图片合成一张进行显示
    2、GPU能处理的最大纹理尺寸是4096x4096,一旦超过这个尺寸,就会占用CPU的资源进行处理,所以纹理尺寸尽量不要超过这个尺寸
    3、尽量减少视图数量和层次
    4、减少透明的视图(alpha<1),不透明的就设置opaque为YES
    5、尽量避免出现离屏渲染

    离屏渲染(了解)

    在OpenGL中,GPU有2种渲染方式
    On-Screen Rendering:当前屏幕渲染,在当前用于显示的屏幕缓冲区进行渲染操作
    Off-Screen Rendering:离屏渲染,在当前屏幕缓冲区以外新开辟一个缓冲区进行渲染操作

    离屏渲染消耗性能的原因
    需要创建新的缓冲区
    离屏渲染的整个过程,需要多次切换上下文环境,先是从当前屏幕(On-Screen)切换到离屏(Off-Screen);等到离屏渲染结束以后,将离屏缓冲区的渲染结果显示到屏幕上,又需要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕

    哪些操作会触发离屏渲染?
    光栅化,layer.shouldRasterize = YES
    遮罩,layer.mask
    圆角,同时设置layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0
    考虑通过CoreGraphics绘制裁剪圆角,或者叫美工提供圆角图片
    阴影,layer.shadowXXX
    如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染

    更多关于离屏渲染:
    iOS 的离屏渲染

    卡顿检测

    平时所说的“卡顿”,主要是因为主线程执行了比较耗时的操作
    可以添加observer到主线程runloop中,通过监听runloop状态切换的耗时,以达到监控卡顿的目的
    例如:LXDAppFluecyMonitor

    耗电的主要来源

    CPU处理
    网络
    定位
    图像

    耗电优化

    尽可能降低CPU、GPU功耗
    少用定时器

    优化IO操作

    1、尽量不要频繁写入小数据,最好批量一次性写入
    2、读写大量重要数据时,考虑用dispatch_io,其提供了基于GCD的异步操作文件IO的API。用dispatch_io系统会优化磁盘访问。
    3、数据量比较大的,建议使用数据库(比如SQLite、CoreData)
    网络优化

    1、减少、压缩网络数据
    2、如果多次请求的结果是相同的,尽量使用缓存
    3、使用断点续传,否则网络不稳定时可能多次传输相同内容
    4、网络不可用时,不要尝试执行网络请求
    5、让用户可以取消长时间运行或者速度很慢的网络,设置合理的超时时间
    6、批量传输,比如,下载视频流时,不要传输很小的数据包,直接下载整个文件或者一大块一大块地下载。如果下载广告,一次性多下载一些,然后再慢慢展示。如果下载电子邮件,一次下载多封,不要一封一封地下载
    定位优化

    1、如果只是需要快速确定用户位置,最好用CLLocationManager的requestLocation方法。定位完成后,会自动让定位硬件断电
    2、如果不是导航应用,尽量不要实时更新位置,定位完毕就关掉定位服务
    3、尽量降低定位精度,比如尽量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
    4、需要后台定位时,尽量设置pausesLocationUpdatesAutomatically为YES,如果用户不太可能移动的时候系统会自动暂停位置更新
    5、尽量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges,优先考虑startMonitoringForRegion:
    硬件检测优化

    1、用户移动、摇晃、倾斜设备时,会产生动作(motion)事件,这些事件由加速度计、陀螺仪、磁力计等硬件检测。在不需要检测的场合,应该及时关闭这些硬件

    App启动

    App启动分为:冷启动和热启动
    冷启动:从零开始启动App
    热启动:App已经存在内存中,在后台存活着,再次点击图标启动App

    App启动时间的优化:主要是针对冷启动进行优化

    通过添加环境变量可以打印出App的启动时间分析(Edit scheme -> Run -> Arguments)
    DYLD_PRINT_STATISTICS设置为1
    如果需要更详细的信息,那就将DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS设置为1
    在这里插入图片描述

    一般400ms是可以接受的

    App的冷启动可以概括为3大阶段:dyld、runtime、main

    在这里插入图片描述

    App启动-dyld

    dyld(dynamic link editor),App的动态链接器,可以用来装在Mach-O文件(可执行文件、动态库等)

    启动app时,dyld所做的事情有:

    1、装载app的可执行文件,同时会递归加载所有依赖的动态库
    2、当dyld把可执行文件、动态库都装载完毕后,会通知runtime进行下一步的处理

    App启动-runtime

    启动App,runtime所做的事情有:

    1、调用map_images进行可执行文件内容的解析和处理
    2、在load_images中调用cell_load_methods,调用所有Class和Category的+load方法
    3、进行各种objc结构的初始化(注册Objc类、初始化类对象等等)
    4、调用C++静态初始化器和__attribute__((constructor))修饰的函数
    到此为止,可执行文件和动态库中所有的符号(Class、Protocol、Selector、IMP…)都已经按格式成功加载到内存中,被runtime所管理

    App启动-main

    UIApplicationMain函数,AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法
    不再叙述

    App启动-总结

    App的启动由dyld主导,将可执行文件加载到内存,顺便加载所有依赖的动态库
    由runtime负责加载成objc定义的结构
    所有初始化工作结束后,dyld就会调用main函数
    接下来就是UIApplicationMain函数,AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法

    App启动-优化

    按照不同的阶段
    dyld阶段:

    1、减少动态库、合并一些动态库(定期清理不必要的动态库)
    2、减少Objc类、分类的数量、减少Selector数量(定期清理不必要的类、分类)
    3、减少C++虚函数
    4、Swift尽量使用struct
    runtime阶段:
    用+initialize方法和dispatch_once取代所有的__attribute__((constructor))、C++静态构造器、Objc的+load

    main函数阶段:

    1、在不影响用户体验的前提下,尽可能将一些操作延迟,不要全部都放在finishLaunching方法中
    2、按需加载

    App安装包瘦身

    安装包(IPA)主要由可执行文件、资源组成

    可执行文件(.m文件)瘦身:

    1、编译器优化:
    Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES
    去掉异常支持,Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions设置为NO, Other C Flags添加-fno-exceptions
    2、删除没有用到的代码,包括:.m文件、属性、方法、类等。可以利用AppCode工具,检测未使用的代码。使用方法:菜单栏-Code-> Inspect Code
    3、编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码(难度有点大)
    4、在Xcode中生成LinkMap,查看可执行文件的具体组成。
    在这里插入图片描述

    5、项目太大的话,不再适用直接用Xcode自带的LinkMap,可以使用第三方解析工具:LinkMap。可以查看哪一个文件占的空间大小。

    资源(图片、音频、视频等)优化:

    1. 采取无损压缩
    2. 去除没有用到的资源,工具有:[LSUnusedResources](
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