iOS 性能优化方案总结

一、启动优化

1、冷启动(从零开始的启动)

冷启动可以分为三个阶段

1.1 Main函数执行前
  • 加载可执行文件(mach-o文件
  • 加载动态链接库,进行rebase指针调整和bind符号绑定
  • Objc运行时的初始化处理,包括Objc相关类的注册category注册selector唯一性检查
  • 初始化,包括执行了+load()方法、attribute((constructor))修饰的函数调用、创建C++静态全局变量

优化方案

  • 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,苹果公司建议最多使用 6 个非系统动态库。
  • 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
1.2 Main函数执行后

主要是指main()函数执行开始,到AppdelegatedidFinishLaunchingWithOptions方法里首屏渲染相关方法的执行

  • 首屏初始化所需要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

优化方案

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。

1.3 首屏渲染完成

从渲染完成时开始,到 didFinishLaunchingWithOptions 方法作用域结束时结束

优化方案

  • 功能级别优化
    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,其他非首屏业务的初始化、监听注册、配置文件读取等都放到首屏渲染完成后去做
  • 方法级别去优化
    我们需要进一步做的,是检查首屏渲染完成前主线程上有哪些耗时方法,将没必要的耗时方法滞后或者异步执行。通常情况下,耗时较长的方法主要发生在计算大量数据的情况下,具体的表现就是加载、编辑、存储图片和文件等资源

2、热启动

  • App在内存中,在后台存活着,再次点击图标进入App

3、APP启动的监控手段

  • 1、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
  • 2、对 objc_msgSend 方法进行 hook 来掌握所有方法的执行耗时。

二、卡顿问题

2.1 CPU和GPU

CUP(Central processing Unit,中央处理器)

  • 对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局计算、文本的计算和排版、图片的格式转换和解码、图像的绘制(Core Graphics)

GPU (Graphics Processing Unit,图形处理器)

  • 纹理的渲染

可以优化的点

  1. 尽可能减少CPU、GPU资源消耗
  2. 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
  3. 不要频繁地调用UIView的相关属性,比如frameboundstransform等属性,尽量减少不必要的修改
  4. 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
  5. Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源
  6. 图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致
  7. 控制一下线程的最大并发数量
  8. 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
  9. 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
  10. 尽量减少视图数量和层次
  11. 减少透明的视图(alpha<1),不透明的就设置opaque为YES
  12. 尽量把耗时的操作放到子线程(文本尺寸、图片处理)

2.2 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
  1. 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
  2. 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

2.3 离屏渲染消耗性能的原因

  • 1、需要创建新的缓冲区
  • 2、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

2.4 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 = YESlayer.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)

三、耗电优化

  • 1、尽可能降低CPU、GPU功耗
  • 2、少用定时器
  • 3、优化I/O操作
  • 4、尽量不要频繁写入小数据,最好批量一次性写入
  • 5、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
  • 6、数据量比较大的,建议使用数据库(比如SQLiteCoreData)

四、网络优化

  • 1、减少、压缩网络数据
  • 2、如果多次请求的结果是相同的,尽量使用缓存
  • 3、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
  • 4、网络不可用时,不要尝试执行网络请求
  • 5、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
  • 6、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

五、定位优化

  • 1、如果只是需要快速确定用户位置,最好用CLLocationManagerrequestLocation方法。定位完成后,会自动让定位硬件断电
  • 2、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
  • 3、尽量降低定位精度,比如尽量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
  • 4、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
  • 5、尽量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges,优先考虑startMonitoringForRegion:
  • 6、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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