iOS启动时间优化(一)

前言

过长的启动时间对于用户体验是非常的不好的,苹果建议的启动时间不要超过400ms,并且启动时间超过20s将被系统直接杀死。所以优化启动时间是极其必要的。

启动时间调试

App启动耗时主要分为main函数前与main函数之后的耗时,查看main函数前的耗时可以Edit->Run->Arguments->Environment Variables中添加参数DYLD_PRINT_STATISTICS参数,main函数之后可以直接打点查看时间。
添加DYLD_PRINT_STATISTICS参数后,App启动后,控制台会输出

Total pre-main time: 2.3 seconds (100.0%)
         dylib loading time: 461.95 milliseconds (19.7%)
        rebase/binding time: 216.22 milliseconds (9.2%)
            ObjC setup time: 735.25 milliseconds (31.4%)
           initializer time: 927.89 milliseconds (39.6%)
           slowest intializers :
             libSystem.B.dylib :  20.75 milliseconds (0.8%)
           ……
  1. dylib loading time 动态库载入耗时
    可以删除不必要的动态库,动态库合并,或将动态库变成静态库
  2. rebase/binding time
    rebase做偏移修正:ASLR随机分配的内存地址+文件偏移地址,用于找到外部方法(外部方法:可执行文件外的方法)。
    binding:外部方法的绑定。
  3. ObjC setup time OC方法类注册 -- 耗时参考:每20000个类大概增加耗时800ms
    删除僵尸类。
  4. initializer time 执行load方法耗时
    减少load方法中的耗时操作
  5. slowest intializers 比较耗时的动态库
    根据上面可对pre-main阶段进行优化,同时对比swift和OC,因为swift是静态语言,相对耗时会更少。

pre-main阶段优化是相对比较复杂的,主要优化还是在main()之后

可以使用打点计时器BLStopwatch打点调试,大概优化有这几方面

  1. 减少初始化阶段的流程:懒加载等
  2. 优化代码逻辑--大部分耗时可以通过该操作优化
  3. 启动阶段可以使用多线程
  4. 尽量少使用sb/xib

二进制重排

二进制重排可以优化大部分App的启动时间

虚拟内存与物理内存

了解二进制重排前,需要先了解虚拟内存与物理内存。
每一个应用在启动时,都会在虚拟内存中创建一个页表。在iPhone中,应用将以16K为一页,将数据分为n页插入到页表中,当执行一个应用时,cpu会先在虚拟内存中找到需要执行的方法所在的页,比如图中P1,然后在P1所指向物理内存中地址中找到真正的方法进行执行。
但是因为物理内存大小有限,虚拟内存中页对应的数据并不一定写入到了物理内存中,如P2,当读到对应页时,就会有缺页异常的错误,同时会将对应的数据写入到物理内存中,并覆盖掉不活跃的数据。而这种缺页异常越多,耗时就越大。


虚拟内存与物理内存

应用启动时所调用的类转化成二进制写入到虚拟内存中时,可能分布在很多不同的页中。而哪怕CPU只读取这个页中的一个方法,也需要把整页的数据先写入物理内存才能执行。如果启动时调用的方法分布的页越多,缺页异常出现的就越多,耗时就越长,特别是冷启动时(应用所有数据都没有写入物理内存中)。
二进制重排就是将二进制中的方法重新排序,尽可能将启动的方法放在相同页中,减少缺页异常出现的次数,从而减少启动耗时。

先介绍个简单的方法

通过拖动Build Phases中Compile Source中的文件顺序,将启动的方法所在的文件排在前面,可以使起所在页相对集中,减少耗时,不过这种方法只是使文件相对集中,而文件中也有很大启动时没用到的方法,二进制重排是直接将启动时调用的方法排在一起,优化效果更佳。

缺页异常时间查看

使用instruments中的system trace进行调试
应用启动后,点停止,可以获取到如下数据:


System Trace

其中count的缺页异常次数,Duration是总耗时
如果重复启动,缺页异常次数可能减少,因为部分数据已经写入了物理内存中。要想缺页异常次数尽可能的大,可以先尝试多打开一些其他App,再启动该App查看。

这篇文章先说到这里,二进制重排具体实现,将在启动优化(二)中详细写

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