iOS 2019年4月学习记录

iOS网络优化

1 优化项目

DNS
客户端维护DNS映射表
1）定时向服务端获取跟新
2）上报无效ip
3）保留替补映射表和默认DNS
数据压缩
请求合并
请求的安全性TLS
合理的并发数
并发数太少关键请求可能被阻塞，并发数太多HTTP队首阻塞、带宽、服务端压力
可靠性保障
1）关键核心的业务数据 ----------- 持久化重发
2）重要内容 --------------- 重发
3）一般性内容 ------------- 一次发送
多通道
TCP，UDP，HTTP，WebSocket
网络环境监控
重发，交互提示
请求成功率监控
上报成功率低的请求，及其网络状况、请求参数等数据。用于分析做深度优化。

2 美团点评移动网络优化记录
1）端到端监控平台，从用户角度观察网络体验，区别于后台服务监控。

http://mrpeak.cn/blog/ios-network/
http://www.mrpeak.cn/ios/2016/01/22/dnsmapping
https://tech.meituan.com/2017/03/17/shark-sdk.html

iOS UI优化

UIView

Drawing and animation (Core Graphics, OpenGL ES, or UIKit)
Event handling (gesture recognizers or by handling touch events directly)
Layout and subview management

The View Drawing Cycle
1）UIView 使用on-demand drawing model展示contents
view appear > draw content > 系统获取content快照 > 如果view content不改变则重用快照显示 > 否则通知系统view改变重复上述过程
2）view content改变之后不会立即重绘，需要调用setNeedsDisplay or setNeedsDisplayInRect:告诉系统view content改变了，要在当前runloop结束之时到绘制操作初始化之前重绘（The system waits until the end of the current run loop before initiating any drawing operations）。在这期间可以同时

invalidate multiple views,
add or remove views,
hide views,
resize views,
reposition views
注意：改变一个view的几何特性不会自动通知系统重绘，content mode决定着如何改变view的几何。大多数情况下会使用已经存在的快照进行伸缩，位移。content mode的作用是控制view是否重用content以及如何重用。
补充：UI重绘时机是由runloop保证的，如果没有runloop就无法确定UI何时回重绘，参考下面两段代码

// view1和view2都会在当前的runloop结束前跟新color
- (IBAction)changeColor:(id)sender {
    __block NSRunLoop *loop;
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        loop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        [loop performBlock:^{
            self.view1.backgroundColor = [UIColor redColor];
        }];
        [loop addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [loop run];
    });
    self.view2.backgroundColor = [UIColor redColor];
}
// view1会在当前的runloop结束前更新color；view2的更新时机不确定通常会延迟更新。
- (IBAction)changeColor:(id)sender {
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        self.view1.backgroundColor = [UIColor redColor];
    });
    self.view2.backgroundColor = [UIColor redColor];
}

3）渲染view content时，真是的绘制过程取决于view及其设置：

系统view通过暴露出的借口设置外观
自定义view通常复写drawRect:方法来绘制content
也可以直接在layer上绘制
4）视图缓存机制
在当前runloop视图content改变后会被缓存，当前runloop结束后下一次循环系统view会自动调用drawRect方法进行重绘，如果是custom view需要调用setNeedsDisplay通知系统调用drawRect重绘。
3 如何高效实用view
content mode
opaque
滚动时少绘制

4
1）iOS原生图像系统主要有三种

UIKit, 提供高层级的绘制功能
Core Graphics, 提供低级绘制功能
Core Animation. 提供变换、动画和view合成功能

2）把内容绘制到屏幕上的几种方式

Using standard (built-in) views.
Using Core Animation layers.
Using OpenGL ES in a GLKit view or a custom view.
Using web content.

3）iOS提供两种方案来创建高质量的图像

OpenGL
native rendering
a) Quartz, path-based drawing, anti-aliased rendering, gradient fill patterns, images, colors, coordinate-space transformations, and PDF document creation, display, and parsing
b) Core Animation, animating changes in many UIKit view properties and can also be used to implement custom animations. CA本身不是绘制技术，它不提供基础的shape、image等绘制方案（这里不对CALayer是有shape、image等接口的），它是一项操作、显示content的技术。
c) UIKit, Objective-C wrappers for line art, Quartz images, and color manipulations.

5 iOS/macOS的框架结构，

image.png

6 CoreAnimation
1）CoreAnimation作用

graphics rendering
animation infrastructure
2）设置好动画参数后，CA把大部分绘制工作交给GPU加速渲染过程，这样在不加重CPU负担的情况下保证了高帧率和动画流畅性

7 Quartz 2D
Quartz 2D是一个二维绘制引擎，如有必要会利用GPU绘制

8 个人总结
CoreGraphics是基于CPU的用于绘制图形（path，shadow，shading，color， anti-aliased），如果有必要它也可以利用GPU加速。CoreAnimation用于提供动画模型给GPU进行渲染。UIKit和CA都可以进行content绘制，绘制content应该是基于CoreGraphics的，然后交由GPU进行渲染显示。UIKit里的绘制和动画最终转换成对其layer的操作。

？CA view 合成与GPU图像合成的区别
CA is an infrastructure for compositing and manipulating your app’s content in hardware. CA与GPU建立直接通信，这两个合成是一样的。
？1）和2）的关系
? UIKit的绘制是对CoreGraphics的封装
? UIKit CoreAnimation CoreGraphics，OpenGLES的关系,分别是基于CPU？GPU？

https://www.jianshu.com/p/774329cd4bc2

iOS 内存管理

1 内存操作的OC方法，这些方法不是有OC本身提供，而是由Foundation框架提供

image.png

2 （MRC）[NSMutableArray array]使用Autorelease实现，[obj autorelease]会把obj放入pool里，当释放pool时，会向pool里的所有对象发送release消息。

- (id)object
{
  id obj = [[NSObject alloc] init];
  /*
  * At this moment, this method has ownership of the object. */
  [obj autorelease];
  /*
  * The object exists, and you don’t have ownership of it. */
  return obj; 
}

image.png

3 (ARC)变量表示符（Ownership qualifiers），一个对象变量必须有个标识符：
1）__strong (default)

id __strong obj = [[NSObject alloc] init]; // ARC 
id obj = [[NSObject alloc] init];  // ARC
id obj = [[NSObject alloc] init];  // MRC alloc init 创建并持有对象

// ARC，出作用域自动释放obj
{
  id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
}
// MRC
{
  id obj = [[NSObject alloc] init];
  [obj release]; 
}

2） __weak（为了解决circular reference, 引用对象被释放后置为nil）

id __weak obj1 = nil;
 {
  id __strong obj0 = [[NSObject alloc] init];
  obj1 = obj0;
  NSLog(@"A: %@", obj1); 
}
NSLog(@"B: %@", obj1);

The result is:
A: <NSObject: 0x753e180> 
B: (null)

3） __unsafe_unretained (引用对象被释放后不一定为nil)

id __unsafe_unretained obj1 = nil;
{
  id __strong obj0 = [[NSObject alloc] init];
  obj1 = obj0;
  NSLog(@"A: %@", obj1); 
}
NSLog(@"B: %@", obj1);

The result is:
A: <NSObject: 0x753e180>
B: <NSObject: 0x753e180> // 这个打印是随机的，会引起crash

4） __autoreleasing
当一个对象不是从alloc/new/copy/mutableCopy方法和init开头的方法中获得的，这个对象就会被自动加入到autorelease pool里。(经过验证不加__autoreleasing标记的对象并没有被放进pool里)

// [NSMutableArray array] 返回的对象会被添加到autorelease pool里，并且被obj持有
@autoreleasepool {
  id __strong obj = [NSMutableArray array];
}

// array的实现，创建对象并被obj持有，编译器检测到对象会传给调用者，在出作用域之前便会把对象添加到autorelease pool里
// 这里即使没有autoreleasing标识符也可以进pool
+ (id) array {
id obj = [[NSMutableArray alloc] init];
return obj; 
}

image.png

weak对象总是会被添加到autorelease pool里，

id __weak obj1 = obj0; NSLog(@"class=%@", [obj1 class]);

// The above source code is equivalent to:
id __weak obj1 = obj0;
id __autoreleasing tmp = obj1; 
NSLog(@"class=%@", [tmp class]);

这里有个优化的问题，对于非alloc/new/copy/mutableCopy方法创建的对象。通常调用objc_autoreleaseReturnValue会把对象加入pool里，但事实上并不总是这样。如果随后调用objc_retainAutoreleasedReturnValue，就会绕过pool。

{
  id __strong obj = [NSMutableArray array];
}
等价于：
/* pseudo code by the compiler */
id obj = objc_msgSend(NSMutableArray, @selector(array));
objc_retainAutoreleasedReturnValue(obj); 
objc_release(obj);

+ (id) array {
  return [[NSMutableArray alloc] init]; 
}
等价于：
/* pseudo code by the compiler */ 
+ (id) array {
  id obj = objc_msgSend(NSMutableArray, @selector(alloc)); 
  objc_msgSend(obj, @selector(init));
  return objc_autoreleaseReturnValue(obj);
}

image.png

4 属性标识符

image.png

？init方法与便利方法的区别
? 如何把对象放入autorelease pool里（经过验证只有__autoreleasing修饰和不赋值的[NSArray array]会加入pool里，weak引用不会先加入pool里，poolpage是自动创建的，只跟线程有关）
? 一些回调block会向当前线程的poolpage里放入很多对象

GCD

1 dispatch queue 种类
下面是系统提供的queue，分为串行主队列和并行Global队列

dispatch_get_main_queue();
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);

image.png

2 dispatch_set_target_queue
通过dispatch_queue_create方法创建的队列优先级是defalut的，用这个方法可以改变队列的优先级，第一个参数为要改变优先级的队列，第二个为目标优先级队列。

// globalDispatchQueueBackground 是global队列background优先级
dispatch_set_target_queue(mySerialDispatchQueue, globalDispatchQueueBackground);

这个方法还能做线程依赖，避免并发执行

当下面三个队列异步执行时，任务是按顺序执行的。
    dispatch_queue_t targetQueue = dispatch_queue_create("test.target.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("test.1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("test.2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t queue3 = dispatch_queue_create("test.3", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_set_target_queue(queue1, targetQueue);
    dispatch_set_target_queue(queue2, targetQueue);
    dispatch_set_target_queue(queue3, targetQueue);

3 dispatch group, wait
用于确定所有请求都成完成在执行下一步，dispatch_group_wait用于批量任务超时处理

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"blk0");});
    dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"blk1");});
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{NSLog(@"done");});
    dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1ull * NSEC_PER_SEC);
    long result = dispatch_group_wait(group, time);//超时时间，定义等待1s
    if (result == 0) {
        NSLog(@"Finished!!!");
    } else {
        NSLog(@"timeout!!!");
    }

4 dispatch_barrier_async
如下所示，一共有5个任务添加到并行队列queue里，第三个任务会等待前两个任务的完成才执行，并且在写操作执行完才会派发队列里的其他任务。

dispatch_async(queue, blk0_for_reading); 
dispatch_async(queue, blk1_for_reading); 
dispatch_barrier_async(queue, blk_for_writing); 
dispatch_async(queue, blk2_for_reading); 
dispatch_async(queue, blk3_for_reading);

5 dispatch_sync 会等待队列里的任务执行完，在此之前阻塞当前线程

image.png

6 dispatch_apply
这个方法向一个并行队列里加入多次任务，任务的执行是并发的，所有任务执行完之前当前线程阻塞。

// 向queue里加入10个任务
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_apply(5, queue, ^(size_t index) {
   NSLog(@"%zu", index);
}); 
NSLog(@"done");
result：4，1，0，3，2，done

7 dispatch_suspend/dispatch_resume
dispatch_suspend会挂起队列，这意味着被挂起的队列不能再执行任务，但可以继续添加任务，直到resume队列里的任务才会继续执行

8 dispatch_semaphore

dispatch_queue_t queue = 
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];
for (int i = 0; i < 100000; ++i) { 
  dispatch_async(queue, ^{
  //wait semaphore 不为0则执行-1并执行任务，还可以做超时处理
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER); 
    [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
    dispatch_semaphore_signal(semaphore); // semaphore +1
  });
}