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App 启动时都干了些什么事儿?

App 启动时都干了些什么事儿?

作者: 冰雨9527 | 来源:发表于2021-08-09 18:32 被阅读0次

    一般情况下,App 的启动分为冷启动和热启动。
    冷启动是指, App 点击启动前,它的进程不在系统里,需要系统新创建一个进程分配给它启动的情况。这是一次完整的启动过程。
    热启动是指 ,App 在冷启动后用户将 App 退后台,在 App 的进程还在系统里的情况下,用户重新启动进入 App 的过程,这个过程做的事情非常少。

    一般而言,App 的启动时间,指的是从用户点击 App 开始,到用户看到第一个界面之间的时间。总结来说,App 的启动主要包括三个阶段:
    main() 函数执行前;
    main() 函数执行后;
    首屏渲染完成后。



    main() 函数执行前
    在 main() 函数执行前,系统主要会做下面几件事情:
    加载可执行文件(App 的.o 文件的集合);
    加载动态链接库,进行 rebase 指针调整和 bind 符号绑定;
    Objc 运行时的初始处理,包括 Objc 相关类的注册、category 注册、selector 唯一性检查等;
    初始化,包括了执行 +load() 方法、attribute((constructor)) 修饰的函数的调用、创建 C++ 静态全局变量。
    相应地,这个阶段对于启动速度优化来说,可以做的事情包括:
    减少动态库加载。每个库本身都有依赖关系,苹果公司建议使用更少的动态库,并且建议在使用动态库的数量较多时,尽量将多个动态库进行合并。数量上,苹果公司最多可以支持 6 个非系统动态库合并为一个。
    减少加载启动后不会去使用的类或者方法。
    +load() 方法里的内容可以放到首屏渲染完成后再执行,或使用 +initialize() 方法替换掉。因为,在一个 +load() 方法里,进行运行时方法替换操作会带来 4 毫秒的消耗。不要小看这 4 毫秒,积少成多,执行 +load() 方法对启动速度的影响会越来越大。
    控制 C++ 全局变量的数量。


    main() 函数执行后
    main() 函数执行后的阶段,指的是从 main() 函数执行开始,到 appDelegate 的 didFinishLaunchingWithOptions 方法里首屏渲染相关方法执行完成。
    首页的业务代码都是要在这个阶段,也就是首屏渲染前执行的,主要包括了:
    首屏初始化所需配置文件的读写操作;
    首屏列表大数据的读取;
    首屏渲染的大量计算等。
    很多时候,开发者会把各种初始化工作都放到这个阶段执行,导致渲染完成滞后。更加优化的开发方式,应该是从功能上梳理出哪些是首屏渲染必要的初始化功能,哪些是 App 启动必要的初始化功能,而哪些是只需要在对应功能开始使用时才需要初始化的。梳理完之后,将这些初始化功能分别放到合适的阶段进行。


    首屏渲染完成后
    首屏渲染后的这个阶段,主要完成的是,非首屏其他业务服务模块的初始化、监听的注册、配置文件的读取等。从函数上来看,这个阶段指的就是截止到 didFinishLaunchingWithOptions 方法作用域内执行首屏渲染之后的所有方法执行完成。简单说的话,这个阶段就是从渲染完成时开始,到 didFinishLaunchingWithOptions 方法作用域结束时结束。
    这个阶段用户已经能够看到 App 的首页信息了,所以优化的优先级排在最后。但是,那些会卡住主线程的方法还是需要最优先处理的,不然还是会影响到用户后面的交互操作。
    明白了 App 启动阶段需要完成的工作后,我们就可以有的放矢地进行启动速度的优化了。这些优化,包括了功能级别和方法级别的启动优化。接下来,我们就从这两个角度展开看看。



    功能级别的启动优化
    方法级别的启动优化


    目前来看,对 App 启动速度的监控,主要有两种手段。
    第一种方法是,定时抓取主线程上的方法调用堆栈,计算一段时间里各个方法的耗时。Xcode 工具套件里自带的 Time Profiler ,采用的就是这种方式。定时抓取主线程调用栈的方式虽然精准度不够高,但也是够用的。
    第二种方法是,对 objc_msgSend 方法进行 hook 来掌握所有方法的执行耗时。如果对于检查结果精准度要求高的话,我比较推荐你使用 hook objc_msgSend 方式来检查启动方法的执行耗时。

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