一. 耗电优化

耗电的主要来源

耗电来源.png

CPU处理，Processing
网络，Networking
定位，Location
图像，Graphics

1. CPU、GPU优化

尽可能降低CPU、GPU功耗
少用定时器
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），因为数据库是由优化过的。

2. 网络优化

减少、压缩网络数据。
① 比如XML文件体积就比较大，所以现在大部分公司都使用json，json体积比较小，现在有些公司也在使用protocol buffer这种格式，有兴趣的可以去研究下。
② 上传文件的时候可以压缩文件，服务器拿到文件后再解压。
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。
① 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。
② 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。

3. 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:。

4. 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。

二. 启动优化

APP的启动可以分为两种：

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APP。

APP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，点击Edit scheme -> Run -> Arguments，给Environment Variables添加一个DYLD_PRINT_STATISTICS，并且把Value设置为1，如下图：

启动打印.png

运行空项目，打印：

Total pre-main time: 646.22 milliseconds (100.0%) //main函数调用之前总耗时
         dylib loading time: 165.83 milliseconds (25.6%) //动态库加载耗时
        rebase/binding time: 385.45 milliseconds (59.6%) 
            ObjC setup time:  61.10 milliseconds (9.4%) //OC结构体准备耗时
           initializer time:  33.64 milliseconds (5.2%) //初始化耗时
           slowest intializers : //比较慢的加载，分别是下面两个动态库
             libSystem.B.dylib :   8.76 milliseconds (1.3%)
    libMainThreadChecker.dylib :  14.72 milliseconds (2.2%)

如果需要更详细的信息，那就将DYLD_PRINT_STATISTICS改为DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS并且Value也是设置为1，打印如下：

total time: 741.00 milliseconds (100.0%) //总耗时
total images loaded:  258 (0 from dyld shared cache) //镜像加载耗时
total segments mapped: 767, into 102624 pages with 7415 pages pre-fetched //每个块的映射
total images loading time: 296.70 milliseconds (40.0%)
total load time in ObjC:  69.74 milliseconds (9.4%) //加载objc
total debugger pause time: 244.17 milliseconds (32.9%)
total dtrace DOF registration time:   0.13 milliseconds (0.0%)
total rebase fixups:  2,723,656
total rebase fixups time: 300.98 milliseconds (40.6%)
total binding fixups: 286,603
total binding fixups time:  48.64 milliseconds (6.5%)
total weak binding fixups time:   0.44 milliseconds (0.0%)
total redo shared cached bindings time:  61.81 milliseconds (8.3%)
total bindings lazily fixed up: 0 of 0
total time in initializers and ObjC +load:  24.36 milliseconds (3.2%)
libSystem.B.dylib :   2.38 milliseconds (0.3%)
libBacktraceRecording.dylib :   2.95 milliseconds (0.3%)
CoreFoundation :   1.74 milliseconds (0.2%)
Foundation :   1.73 milliseconds (0.2%)
libMainThreadChecker.dylib :  13.70 milliseconds (1.8%)
total symbol trie searches:    133794
total symbol table binary searches:    0
total images defining weak symbols:  22
total images using weak symbols:  62

一般总时间在400ms以内都是比较正常的，如果大于400ms就可以优化了。

1. 冷启动的三大阶段

APP的冷启动可以概括为三大阶段：

dyld 装载阶段
runtime阶段
main阶段

如下图：

冷启动.png

① dyld 装载阶段

dyld（dynamic link editor），它是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动态链接器会装载APP的可执行文件，同时会递归加载所有依赖的动态库。

什么是可执行文件？
右键点击XX.app选择Show in Finder，找到XX.app，右键点击XX.app选择显示包内容，可以发现里面有个Unix可执行文件，平时我们写的所有代码都在这里面了，这就是一个Mach-O格式的可执行文件。如下图：

包.png

注意：项目没编译的时候上面的XX.app是红色的，并且右键Show in Finder也没东西，编译之后才会多一个XX.app的包。

显示包内容.png

可执行文件.png

但是我们项目开发中也会依赖一些动态库，比如UIKit、Foundation，这些动态库都不是包含在可执行文件里面的，可执行文件里面只有一些依赖信息，比如这个项目依赖哪些动态库，一个动态库也可能依赖另一个动态库。

在dyld阶段，dyld动态链接器会装载可执行文件，以及检查可执行文件依赖哪些动态库，并加载那些动态库，一个动态库也可能依赖另一个动态库，dyld动态链接器就是这样一个一个检查，递归查找，直到装载完所有的动态库到内存中。

当dyld把可执行文件、动态库都装载完毕后，会通知Runtime进行下一步的处理。

② runtime阶段

启动APP时，runtime所做的事情有：

调用map_images函数进行可执行文件内容的解析和处理
在load_images函数中调用call_load_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。

可能你对map_images函数比较熟悉，我们在以前看_objc_init源码的时候接触过这个函数，如下：

void _objc_init(void)
{
    static bool initialized = false;
    if (initialized) return;
    initialized = true;
    
    environ_init();
    tls_init();
    static_init();
    lock_init();
    exception_init();

    //map_images：可执行文件内容的解析和处理
    //load_images函数中调用call_load_methods，调用所有Class和Category的+load方法
    _dyld_objc_notify_register(&map_images, load_images, unmap_image);
}

void
map_images(unsigned count, const char * const paths[],
           const struct mach_header * const mhdrs[])
{
    rwlock_writer_t lock(runtimeLock);
    return map_images_nolock(count, paths, mhdrs);
}

void
load_images(const char *path __unused, const struct mach_header *mh)
{
    // Return without taking locks if there are no +load methods here.
    if (!hasLoadMethods((const headerType *)mh)) return;

    recursive_mutex_locker_t lock(loadMethodLock);

    // Discover load methods
    {
        rwlock_writer_t lock2(runtimeLock);
        prepare_load_methods((const headerType *)mh);
    }

    //调用所有Class和Category的+load方法
    call_load_methods();
}

③ main阶段

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，然后进入AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法。

2. 冷启动优化

按照不同的阶段：

dyld 装载阶段：
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（因为一旦有虚函数就要多维护一张虚表，有虚表的话冷启动的时候就要多耗费一点时间）
Swift尽量使用struct（因为加载类的时候也耗费时间）
runtime阶段：
用+initialize方法和dispatch_once取代所有的__attribute__((constructor))、C++静态构造器、ObjC的+load方法。
main阶段：
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didFinishLaunchingWithOptions方法中，也就是按需加载。

三. 安装包瘦身

上面我们说了，项目中所有的代码、资源都在XX.app包里面，将来Xcode会将这个XX.app包压缩成一个ipa文件，然后上传到AppStore提供给用户下载，如果项目越来越大，那么这个ipa文件就会越来越大。

为了给安装包(IPA)瘦身，我们就要知道安装包有哪些文件组成，安装包(IPA)主要由可执行文件、资源组成。

安装包瘦身方式：

① 对于资源（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 对于可执行文件

编译器优化
Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES（现在的项目已经默认为YES了，一些老项目可能还会为NO）。
去掉异常支持
Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions设置为NO， Other C Flags添加-fno-exceptions。
利用AppCode（https://www.jetbrains.com/objc/）检测未使用的代码
菜单栏 -> Code -> Inspect Code。
编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码（这种方式比较高级也比较难）。
生成LinkMap文件，可以查看可执行文件的具体组成。如下图：

LinkMap.png

如果项目比较大，分析LinkMap文件就会比较麻烦，我们可以借助第三方工具解析LinkMap文件：https://github.com/huanxsd/LinkMap

它其实是个Mac项目，我们下载下来，运行项目 -> 选择文件 -> 点击开始，就能显示每个文件占用多大，我们就能根据文件有目的性的进行优化。如下图：

LinkMap分析.png

iOS-性能优化-耗电优化、启动优化、安装包瘦身