IOS性能优化

启动优化

1、ios启动分为冷启动与热启动
2、app冷启动分为三个阶段：dyld、runtime、main
2、通过添加环境变量可以打印app的启动时间分析，向edit scheme - run - enviorment variables添加DYLD_PRINT_STATISTICS为1项目启动后打印台会打印pre-main阶段的启动分析日志，如果需要更详细的打印信息请设置DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS为1。

Total pre-main time:  36.51 milliseconds (100.0%)
         dylib loading time: 101.90 milliseconds (279.0%)
        rebase/binding time: 126687488.8 seconds (267053537.0%)
            ObjC setup time:  10.67 milliseconds (29.2%)
           initializer time:  46.23 milliseconds (126.6%)
           slowest intializers :
             libSystem.B.dylib :   4.20 milliseconds (11.5%)
   libBacktraceRecording.dylib :   6.91 milliseconds (18.9%)
               libobjc.A.dylib :   1.89 milliseconds (5.1%)
                CoreFoundation :   1.09 milliseconds (2.9%)
    libMainThreadChecker.dylib :  28.34 milliseconds (77.6%)
        libLLVMContainer.dylib :   1.19 milliseconds (3.2%)

• dyld阶段
  全称dynamic link editor，Apple的动态链接器，可以用来装载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把所有的可执行文件、动态库加载完毕后，会通知runtime进行下一步处理

• 优化方案：
  1、减少动态库、合并动态库、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++虚函数的数量
  4、swift尽量使用struct

• runtime阶段
  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call_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）
  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。

• 优化方案
  1、使用initialize方法和dispach_once取代所有的attribute((constructor))、C++静态构造器、objc的+load方法

• main阶段
  1、所有初始化工作完成后，dyld就会调用main函数
  2、接下来就是UIApplicationMain函数，AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法。

• 优化方案
  1、在不影响用户体验的前提下，尽可能将一些操作延迟，不要全部放在application:didFinishLaunchingWithOptions:方法中
  2、按需加载

卡顿优化

• CPU与GPU
  在屏幕成像过程中CPU与GPU起着至关重要的作用。
  1、CPU（Central Processing Unit，中央处理器），对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局的计算、文本的计算和排版、图片的格式转码和解码、图片的绘制（Core Graphics）
  2、GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器），主要负责纹理的渲染

  
  CPU与GPU.png
  

  3、ios使用双缓存机制，有前帧缓存和后帧缓存

• 卡顿检测
  平时所说的“卡顿”主要是因为在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

• 界面卡顿的根本原因
  1、Vsync垂直同步信号，按照60FPS的刷帧率，每隔16ms（1000ms/60FPS）就会有一次Vsync信号
  2、在Vsync垂直同步信号来之前CPU与GPU尚未完成帧缓存区的渲染，导致掉帧也就是卡顿。

• CPU优化方案
  1、尽量使用轻量级对象，比如使用int代替NSInteger或NSNumber，在用不到事件处理的地方使用CALayer取代UIView等
  2、不要频繁的调用UIView的相关属性，比如Frame、bounds、transform等属性，尽量减少不必要的修改
  3、尽量提前计算好布局，在有需要时尽量一次性调整好属性，不要多次修改属性
  4、AutoLayout会比直接设置Frame消耗更多的CPU资源
  5、图片的size最好跟UIImageView的size保持一致
  6、控制一下线程的最大并发数量
  7、尽量把耗时操作放到子线程（文本的尺寸计算绘制、图片的解码绘制等）

• GPU优化方案
  1、避免短时间内大量的图片显示，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4096*4096，一旦超过这个尺寸，就会占用CPU资源进行处理，所以纹理尽量别超过此尺寸
  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1
  5、尽量避免出现离屏渲染

离屏渲染

在openGL中GPU有2种渲染方式
1、当前屏幕渲染（On-Screen Rendering），在当前用于显示的屏幕缓冲区进行渲染操作
2、离屏渲染（Off-Screen Rendering），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：
1、需要创建新的缓冲区
2、离屏渲染整个过程需要多次切换上下文环境，首先需要从当前屏幕（On-Screen）切换到离屏（Off-Screen）；等到离屏渲染结束以后，将离屏渲染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？
1、光栅化，layer.shouldRasterize = YES
2、遮罩，layer.mask
3、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
4、阴影，layer.shadowXXX。如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染

耗电优化

耗电的主要来源

CPU处理（Processing）
网络（Networking）
定位（Location）
图像（Graphics）

耗电优化的主要思路
1、尽量减少CPU、GPU的功耗
2、少用定时器
3、优化I/O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I/O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的内容
  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操作，设置合适的超时时间
  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
  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

安装包瘦身

安装包（IPA）主要由可执行文件、资源组成

• 资源（图片、音频、视频等）
  1、采取无损压缩
  2、去除没有用到的资源： https://github.com/tinymind/LSUnusedResources

• 可执行文件瘦身
  1、编译器优化：

1）、Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES。
2）、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、利用AppCode（https://www.jetbrains.com/objc/）检测未使用的代码：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

• LinkMap
  1、生成LinkMap文件，可以查看可执行文件的具体组成
  2、可借助第三方工具解析LinkMap文件： https://github.com/huanxsd/LinkMap