性能优化

CPU & GPU

CPU（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）

纹理渲染

iOS是双缓冲机制，分为前帧缓存和后帧缓存

卡顿产生的原因

按照60fps的刷帧率，每隔16ms就会有一次VSync信号（上图中每两个VSync之间的时间长度 = 16ms）

解决卡顿的主要思路就是：尽可能的减少CPU、GPU的资源消耗

卡顿优化 - CPU

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

图片异步解码 - 代码

- (void)image
{
    UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] init];
    imageView.frame = CGRectMake(100, 100, 100, 56);
    [self.view addSubview:imageView];
    self.imageView = imageView;

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        // 获取CGImage
        CGImageRef cgImage = [UIImage imageNamed:@"timg"].CGImage;

        // alphaInfo
        CGImageAlphaInfo alphaInfo = CGImageGetAlphaInfo(cgImage) & kCGBitmapAlphaInfoMask;
        BOOL hasAlpha = NO;
        if (alphaInfo == kCGImageAlphaPremultipliedLast ||
            alphaInfo == kCGImageAlphaPremultipliedFirst ||
            alphaInfo == kCGImageAlphaLast ||
            alphaInfo == kCGImageAlphaFirst) {
            hasAlpha = YES;
        }

        // bitmapInfo
        CGBitmapInfo bitmapInfo = kCGBitmapByteOrder32Host;
        bitmapInfo |= hasAlpha ? kCGImageAlphaPremultipliedFirst : kCGImageAlphaNoneSkipFirst;

        // size
        size_t width = CGImageGetWidth(cgImage);
        size_t height = CGImageGetHeight(cgImage);

        // context
        CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(
                                                NULL, 
                                                width, 
                                                height, 
                                                8, 
                                                0, 
                                                CGColorSpaceCreateDeviceRGB(), 
                                                bitmapInfo);

        // draw
        CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, width, height), cgImage);

        // get CGImage
        cgImage = CGBitmapContextCreateImage(context);

        // into UIImage
        UIImage *newImage = [UIImage imageWithCGImage:cgImage];

        // release
        CGContextRelease(context);
        CGImageRelease(cgImage);

        // back to the main thread
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.imageView.image = newImage;
        });
    });
}

卡顿优化 - GPU

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
尽量避免出现离屏渲染

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
  - 或者叫美工提供圆角图片
- 阴影，layer.shadowXXX 如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染

卡顿检测

平时所说的“卡顿”主要是因为在主线程执行了比较耗时的操作

可以添加Observer到主线程RunLoop中，通过监听RunLoop状态切换的耗时，以达到监控卡顿的目的

代码示例：LXDAppFluecyMonitor

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
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:

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

App的启动

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（Edit scheme -> Run -> Arguments）

DYLD_PRINT_STATISTICS设置为1
如果需要更详细的信息，那就将DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS设置为1

App冷启动可以概括为3大阶段

dyld
runtime
main

App启动 - dyld

dyld（dynamic link editor），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所做的事情有

装载APP的可执行文件，同时会递归加载所有依赖的动态库
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

App启动 - runtime

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load_images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

App启动 - main

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

App的启动优化

无用代码、无用的图片（资源）的删除
发挥多线程的优势
启动之后要显示的页面，尽量用纯代码写
业务逻辑的简化
二进制重排

启动优化通常指的都是pre-main的优化，按照不同的阶段可以大致分为

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
Swift尽量使用struct

runtime

用+initialize方法和dispatch_once取代所有的__attribute__((constructor))、C++静态构造器、ObjC的+load

main

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

dylib loading - 动态库加载

优化：减少动态库的使用

rebase / binding - 偏移修正 / 符号绑定

偏移修正
- 在MachO二进制文件里函数的实现地址 eg：0x0001
- 运行到内存中，利用ASLR（安全机制随机的值） eg：0x1000
- 运行时：函数实现真实地址 = 0x0001 + 0x1000 = 0x1001
符号绑定
- MachO文件存在磁盘当中，当程序运行时，通过laodImage镜像到内存中（copy）
- dyld进行符号绑定
优化：减少动态库的使用

ObjC setup - OC创建

initializer - load函数 & 构造函数

二进制重排

将所有启动时需要调用的方法，排列在一起 - 二进制重排

安装包瘦身

安装包（IPA）主要由可执行文件、资源文件组成

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

可执行文件瘦身

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
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

LinkMap

生成LinkMap文件，可以查看可执行文件的具体组成（Build Settings -> Linking -> Path to Link Map File - 本地路径）
可借助第三方工具解析LinkMap文件： https://github.com/huanxsd/LinkMap

优化工具

WSL_FPS (FPS检测)
LinkMap (每个文件大小)
LSUnusedResources (无用的文件)
appCode (同上)
MLeaksFinder
YYKit (异步渲染功能强大)
网络优化

循环引用

1.导致内存泄漏的几种方式？

野指针
循环引用
强引用
非OC对象的影响

2.解决循环应用的方式？

__weak typeof(self) weakdSelf = self; 业务逻辑复杂的情况下，例如延迟操作容易引起对象提前释放，所以不建议这种方式
强引用、弱引用一起使用

self.name = @"大宁宁";
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.block = ^{
  __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;
  dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"%@",strongSelf.name); // self - nil name - nil
  });
};

self.block();

中间变量，将self设置为局部变量，再block结束时置为nil

self.name = @"大宁宁";
__block LGViewController *vc = self;
self.block = ^(){
  dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"%@",vc.name);
      vc = nil;
  });
};
self.block();

上一个方法改进（性能最高的一种方法）

self.name = @"大宁宁";
    
self.blockVc = ^(LGViewController * vc) {
  dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"%@",vc.name);
  });
};
self.blockVc(self);

3.强引用

例如项目中遇到的NSTimer的使用，会导致强引用问题。（页面释放不掉，timer停不下来）

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, strong) NSTimer *timer;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2
                                                  target:self
                                                selector:@selector(fireHome)
                                                userInfo:nil
                                                 repeats:YES];
    [self.timer fireDate];
}

- (void)fireHome {
    NSLog(@"来了");
}

- (void)dealloc{
    
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
    NSLog(@"%s",__func__);
}

第一种方法，调用iOS API

  - (void)didMoveToParentViewController:(UIViewController *)parent {
  if (parent == nil) {
      [self.timer invalidate];
      self.timer = nil;
  }
}

第二种方法，中间变量，利用创建一个临时变量target，打破self持有timer，则self会被释放，随即timer在析构函数里也可被释放

第三种方法，iOS已经优化过的timerblockAPI

self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
      NSLog(@"来了来了");
  }];
[self.timer fireDate];
// 析构函数里释放掉timer即可

第四种方法，NSProxy，利用消息转发机制

内存泄漏检测方式

Xcode 设置Analyze during 'build' 为yes
Instruement
SDK MleakFind
dealloc

自定义 MleakFind

目标：监听UIViewContrller是否发生内存泄漏，（只考虑 push、pop）

思路：我们在视图控制器弹出栈，并在这个视图完全销毁时，检测对象是否还活着

步骤：

1.交换视图控制器的viewWillAppear与swizzled_viewWillAppear方法，viewDidDisappear与swizzled_viewDidDisappear方法

2.使用关联方法，获取和设置视图控制进出栈状态

3.且在界面完全消失，并控制器的状态是出栈状态，这时，观察延时观察对象是否存活

下一篇： iOS 卡顿、耗电等优化→

阅读量 loading...