详解iOS性能优化,安装包瘦身

2020 年 05 月 05 日 阅读数: 7

本文首发于个人博客

一、App启动优化

1.App的启动可以分为2种

  • 冷启动(Cold Launch):从零开始启动APP

  • 热启动(Warm Launch):APP已经在内存中,在后台存活着,再次点击图标启动APPAPP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) DYLDPRINTSTATISTICS设置为1如果需要更详细的信息,那就将DYLDPRINTSTATISTICS_DETAILS设置为1

2.App 冷启动分为四大阶段

  • dyld 加载可执行文件,动态库(递归加载)

  • runtime

  • main() 函数执行后

  • 首屏渲染完成后

2.1关于dyld
  • 在Mac 、iOS中,是使用了/usr/lib/dyld程序来加载动态库 

  • dynamic link editor,动态链接编辑器

  • dynamic loader,动态加载器

  • dyld 的源码 https://opensource.apple.com/tarballs/dyld/

  • initializeMainExecutable 方法开始的.dyld会优先初始化动态库,然后初始化App的可执行文件。

备注1: 如果设置了 DYLDPRINTLIBRARIES,或者选中run/diagnostics 下面的 dynamic library loads 那么 dyld将会打印出什么库被加载了​

备注2:DYLDPRINTSTATISTICS_DETAILS 打印启动时间

​ 备注3:dyly还可以抽取苹果原生库 方法: 1: launch-cache/dscextractor.cpp文件中 把#if(0) 以及之前的都删除,#endif也删除 2:编译clang++ -o dscextractor dscextractor.cpp 生成可执行文件 3:./dscextractor dyldsharedcache_armv7s armv7s 进行抽取 )

2.2 runtime

​ 源码: https://opensource.apple.com/source/objc4/ 源码分析可参考:https://www.jianshu.com/p/3019605a4fc9

​ 启动APP时,runtime所做的事情有

  • 调用map_images进行可执行文件内容的解析和处理

  • 在loadimages中调用callload_methods,调用所有Class和Category的+load方法 进行各种objc结构的初始化(注册Objc类 、初始化类对象等等)

  • 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

关于loadinitialize 可参考iOS中load和initialize一文详细分析

2.3main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

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, 并由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

3.App启动优化

​ 按照不同的阶段

  • dyld减少动态库、合并一些动态库(定期清理不必要的动态库)。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,苹果最多支持6个非系统的动态库合并为一个。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) 减少C++虚函数数量, 减少C++全局变量的数量Swift尽量使用struct

  • runtime用+initialize方法和dispatchonce取代所有的attribute_((constructor))、C++静态构造器、ObjC的+load,因为在一个+load()方法里,运行时进行方法替换操作会带来4毫秒的损耗。

  • main() 函数执行后功能级别的优化:main()函数开始执行后到首屏渲染完成前,只处理首屏相关的业务,其他的非首屏业务的初始化,监听注册,配置文件读取放在首屏渲染完成后去做ReactiveCocoa创建一个信号6毫秒,+load()执行一次,4毫秒检测App耗时抓取主线程的方法调用堆栈,计算一段时间各个方法的耗时,Xcode自带的Time Profiler对objcmsgSend方法进行hook来掌握所有方法的执行耗时 objcmsgSend源码 https://opensource.apple.com/source/objc4/objc4-723/runtime/Messengers.subproj/

  • fackbook开源了fishhook的代码https://github.com/facebook/fishhook 其大致思路为:通过重新绑定符号,实现对c方法的hookdyld是通过更新Mach-O二进制的_DATA segment特定的部分中的指针来绑定lazy和non-lazy符号,通过确认传递给rebind_symbol里每个符号更新的位置,就可以找出替换来重新绑定这些符号。

  • 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 按需加载

  • 不使用xib,直接视用代码加载首页视图

  • NSUserDefaults实际上是在Library文件夹下会生产一个plist文件,如果文件太大的话一次能读取到内存中可能很耗时,这个影响需要评估,如果耗时很大的话需要拆分(需考虑老版本覆盖安装兼容问题)

  • 每次用NSLog方式打印会隐式的创建一个Calendar,因此需要删减启动时各业务方打的log,或者仅仅针对内测版输出log

  • 梳理应用启动时发送的所有网络请求,是否可以统一在异步线程请求

1、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)

  • 采取无损压缩

  • 去除没有用到的资源: https://github.com/tinymind/LSUnusedResources

2、 可执行文件瘦身

2.1 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

2.2利用AppCode

(https://www.jetbrains.com/objc/)检测未使用的代码:菜单栏 -> Code -> Inspect Code 

2. 3编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码
2.4 生成LinkMap文件,可以查看可执行文件的具体组成

2.5 可借助第三方工具解析LinkMap文件: https://github.com/huanxsd/LinkMap

三、卡顿问题

3.1、CPU 和GPU

  • CPU (Central Processing Unit,中央处理器)

  • GPU (Graphics Processing Unit,图形处理器)

  • 在iOS中是双缓冲机制,有前帧缓存、后帧缓存

3.2优化方向

  • 尽可能减少CPU、GPU资源消耗 

  • 尽量用轻量级的对象,比如用不到事件处理的地方,可以考虑使用CALayer取代UIView

  • 不要频繁地调用UIView的相关属性,比如frame、bounds、transform等属性,尽量减少不必要的修改 

  • 尽量提前计算好布局,在有需要时一次性调整对应的属性,不要多次修改属性

  • Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源

  • 图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致

  • 控制一下线程的最大并发数量

  • 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

  • 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资源进行处理,所以纹理尽量不要超过这个尺寸

  • 尽量减少视图数量和层次

  • 减少透明的视图(alpha<1),不透明的就设置opaque为YES 

  • 尽量把耗时的操作放到子线程 文本处理(尺寸计算、绘制) p图片处理(解码、绘制)

3.3、离屏渲染

  • 尽量避免出现离屏渲染

  • 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UI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)

内存泄露

一、查找泄漏点 (两种工具)

​ 

  • 1 > Analyze

- 学 名: 静态分析工具- 查 找: 可以通过 Product ->Analyze 菜单项启动- 快捷键: CMD+shift +b.- Analyze主要分析以下四种问题:
1) 逻辑错误:访问空指针或未初始化的变量等;
2) 内存管理错误:如内存泄漏等;
3) 声明错误:从未使用过的变量;
4) Api调用错误:未包含使用的库和框架。
  • 2 >Instruments

- 学 名: 动态分析工具- 查 找: Product ->Profile 菜单项启动- 快捷键: CMD + i.
简 介:它有很多跟踪模块可以动态分析和跟踪内存, CPU 和文件系统.

四、耗电优化

  • 尽可能降低CPU、GPU功耗

  • 少用定时器

  • 优化I/O操作

  • 尽量不要频繁写入小数据,最好批量一次性写入

  • 读写大量重要数据时,考虑用dispatchio,其提供了基于GCD的异步操作文件I/O的API。用dispatchio系统会优化磁盘访问

  • 数据量比较大的,建议使用数据库(比如SQLite、CoreData)

  • 网络优化

  • 减少、压缩网络数据

  • 如果多次请求的结果是相同的,尽量使用缓存

  • 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

  • 网络不可用时,不要尝试执行网络请求

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 尽量降低定位精度,比如尽量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest

  • 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

  • 尽量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges,优先考虑startMonitoringForRegion:

  • 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

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