移动端性能优化

时间 2019-11-06

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1、App启动优化

1.App的启动能够分为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
- 经过添加环境变量能够打印出APP的启动时间分析(Edit scheme -> Run -> Arguments) DYLD_PRINT_STATISTICS设置为1
- 若是须要更详细的信息，那就将DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS设置为1

2.App 冷启动分为四大阶段

dyld 加载可执行文件，动态库(递归加载)
runtime
main() 函数执行后
首屏渲染完成后

2.1关于dyld

在Mac 、iOS中，是使用了/usr/lib/dyld程序来加载动态库php
dynamic link editor，动态连接编辑器html
dynamic loader，动态加载器ios

dyld 的源码 opensource.apple.com/tarballs/dy…git

initializeMainExecutable 方法开始的.dyld会优先初始化动态库，而后初始化App的可执行文件。
复制代码

用MachOView (github.com/gdbinit/Mac…)查看加载过程如上图github

（备注1: 若是设置了 DYLD_PRINT_LIBRARIES，或者选中run/diagnostics 下面的 dynamic library loads 那么 dyld将会打印出什么库被加载了数据库

备注2：DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS 打印启动时间缓存

备注3：dyly还能够抽取苹果原生库方法： 1： launch-cache/dsc_extractor.cpp文件中把#if(0) 以及以前的都删除，#endif也删除 2：编译clang++ -o dsc_extractor dsc_extractor.cpp 生成可执行文件 3：./dsc_extractor dyld_shared_cache_armv7s armv7s 进行抽取）性能优化

2.2 runtime

源码： opensource.apple.com/source/objc… 源码分析可参考：www.jianshu.com/p/3019605a4…bash

启动APP时，runtime所作的事情有网络

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，调用全部Class和Category的+load方法进行各类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全部的符号(Class，Protocol，Selector，IMP，...)都已经按格式成功加载到内存中，被 runtime 所管理

2.3main函数执行后

main() 函数执行后的阶段，指的是从 main() 函数执行开始，到 appDelegate 的 didFinishLaunchingWithOptions 方法里首屏渲染相关方法执行完成。

首屏初始化所需配置文件的读写操做
首屏列表大数据的读取
首屏渲染的大量计算等

总结：

APP的启动由dyld主导，将可执行文件加载到内存，顺便加载全部依赖的动态库, 并由runtime负责加载成objc定义的结构,全部初始化工做结束后，dyld就会调用main函数, 接下来就是UIApplicationMain函数，AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法

3.App启动优化

按照不一样的阶段

dyld
- 减小动态库、合并一些动态库(按期清理没必要要的动态库)。减小动态库加载。每一个库自己都有依赖关系，苹果公司建议使用更少的动态库，苹果最多支持6个非系统的动态库合并为一个。
- 减小Objc类、分类的数量、减小Selector数量(按期清理没必要要的类、分类)
- 减小C++虚函数数量，减小C++全局变量的数量
- Swift尽可能使用struct
runtime
- 用+initialize方法和dispatch_once取代全部的attribute((constructor))、C++静态构造器、ObjC的+load，由于在一个+load()方法里，运行时进行方法替换操做会带来4毫秒的损耗。
main() 函数执行后
- 功能级别的优化：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，其余的非首屏业务的初始化，监听注册，配置文件读取放在首屏渲染完成后去作
- ReactiveCocoa没建立一个信号6毫秒，+load()执行一次，4毫秒
- 检测App耗时
- 抓取主线程的方法调用堆栈，计算一段时间各个方法的耗时，Xcode自带的Time Profiler
- 对objc_msgSend方法进行hook来掌握全部方法的执行耗时 objc_msgSend源码 opensource.apple.com/source/objc…
- fackbook开源了fishhook的代码github.com/facebook/fi… 其大体思路为：经过从新绑定符号，实现对c方法的hook。dyld是经过更新Mach-O二进制的_DATA segment特定的部分中的指针来绑定lazy和non-lazy符号，经过确认传递给rebind_symbol里每一个符号更新的位置，就能够找出替换来从新绑定这些符号。
- 在不影响用户体验的前提下，尽量将一些操做延迟，不要所有都放在finishLaunching方法中 ü 按需加载
- 不使用xib，直接视用代码加载首页视图
- NSUserDefaults其实是在Library文件夹下会生产一个plist文件，若是文件太大的话一次能读取到内存中可能很耗时，这个影响须要评估，若是耗时很大的话须要拆分(需考虑老版本覆盖安装兼容问题)
- 每次用NSLog方式打印会隐式的建立一个Calendar，所以须要删减启动时各业务方打的log，或者仅仅针对内测版输出log
- 梳理应用启动时发送的全部网络请求，是否能够统一在异步线程请求

2、安装包瘦身

一、安装包(IPA)主要由可执行文件、资源组成

资源(图片、音频、视频等)
采起无损压缩
去除没有用到的资源: github.com/tinymind/LS…

二、可执行文件瘦身

2.1 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

2.2利用AppCode

(www.jetbrains.com/objc/)检测未使用的代码:菜单栏 -> Code -> Inspect Code

2. 3编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码

2.4 生成LinkMap文件，能够查看可执行文件的具体组成

2.5 可借助第三方工具解析LinkMap文件: github.com/huanxsd/Lin…

3、卡顿问题

3.一、CPU 和GPU

CPU (Central Processing Unit，中央处理器)

对象的建立和销毁、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
在iOS中是双缓冲机制，有前帧缓存、后帧缓存

3.2优化方向

尽量减小CPU、GPU资源消耗
尽可能用轻量级的对象，好比用不到事件处理的地方，能够考虑使用CALayer取代UIView
不要频繁地调用UIView的相关属性，好比frame、bounds、transform等属性，尽可能减小没必要要的修改
尽可能提早计算好布局，在有须要时一次性调整对应的属性，不要屡次修改属性
Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源
图片的size最好恰好跟UIImageView的size保持一致
控制一下线程的最大并发数量
尽可能避免短期内大量图片的显示，尽量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，因此纹理尽可能不要超过这个尺寸
尽可能减小视图数量和层次
减小透明的视图(alpha<1)，不透明的就设置opaque为YES
尽可能把耗时的操做放到子线程
- 文本处理(尺寸计算、绘制) p
- 图片处理(解码、绘制)

3.三、离屏渲染

尽可能避免出现离屏渲染
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做
- Off-Screen Rendering:离屏渲染，在当前屏幕缓冲区之外新开辟一个缓冲区进行渲染操做
离屏渲染消耗性能的缘由
- 须要建立新的缓冲区
- 离屏渲染的整个过程，须要屡次切换上下文环境，先是从当前屏幕(On-Screen)切换到离屏(Off-Screen);等到离屏渲染结束之后，将离屏缓冲区的渲染结果显示到屏幕上，又须要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕
哪些操做会触发离屏渲染?
- 光栅化，layer.shouldRasterize = YES p 遮罩，layer.mask
- 圆角，同时设置layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0（考虑经过CoreGraphics绘制裁剪圆角，或者叫美工提供圆角图片）
- 阴影，layer.shadowXXX (若是设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染)

内存泄露

1、查找泄漏点 (两种工具)

1 > Analyze

- 学 名: 静态分析工具- 查 找: 能够经过 Product ->Analyze 菜单项启动- 快捷键: CMD+shift +b.- Analyze主要分析如下四种问题:
 1) 逻辑错误：访问空指针或未初始化的变量等；
 2) 内存管理错误：如内存泄漏等；
 3) 声明错误：从未使用过的变量；
 4) Api调用错误：未包含使用的库和框架。
复制代码

2 >Instruments

- 学 名:   动态分析工具- 查 找:   Product ->Profile 菜单项启动- 快捷键: CMD + i.
简 介:它有不少跟踪模块能够动态分析和跟踪内存, CPU 和文件系统.
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4、耗电优化

尽量下降CPU、GPU功耗
少用定时器
优化I/O操做
- 尽可能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的异步操做文件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(好比SQLite、CoreData)
网络优化
- 减小、压缩网络数据
- 若是屡次请求的结果是相同的，尽可能使用缓存
- 使用断点续传，不然网络不稳定时可能屡次传输相同的内容
- 网络不可用时，不要尝试执行网络请求
- 让用户能够取消长时间运行或者速度很慢的网络操做，设置合适的超时时间
- 批量传输，好比，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。若是下载广告，一次性多下载一些，而后再慢慢展现。若是下载电子邮件，一次下载多封，不要一封一封地下载
定位优化
- 若是只是须要快速肯定用户位置，最好用CLLocationManager的requestLocation方法。定位完成后，会自动让定位硬件断电
- 若是不是导航应用，尽可能不要实时更新位置，定位完毕就关掉定位服务
- 尽可能下降定位精度，好比尽可能不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
- 须要后台定位时，尽可能设置pausesLocationUpdatesAutomatically为YES，若是用户不太可能移动的时候系统会自动暂停位置更新
- 尽可能不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges，优先考虑startMonitoringForRegion:
用户移动、摇晃、倾斜设备时，会产生动做(motion)事件，这些事件由加速度计、陀螺仪、磁力计等硬件检测。在不须要检测的场合，应该及时关闭这些硬件