iOS App启动优化（一）—— 了解App的启动流程

前言：
最近，小编在看戴铭老师的技术分享，感受收获不少。基于最近的学习，小编总结了一些App启动优化上的知识点，并计划落地一系列App启动优化的文章。
目录以下：
iOS App启动优化（一）—— 了解App的启动流程
iOS App启动优化（二）—— 使用“Time Profiler”工具监控App的启动耗时
iOS App启动优化（三）—— 本身作一个工具监控App的启动耗时

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本篇将介绍App的两种启动方式：“冷/热启动”、App完整启动流程以及“优化思路”。

1、“冷启动”与“热启动”

首先，咱们先来区分两个启动的概念。

• 冷启动： App点击启动前，此时App的进程还不在系统里。 须要系统新建立一个进程分配给App。（这是一次完整的App启动过程）

• 热启动： App在冷启动后用户将App退回后台，此时App的进程还在系统里。 用户从新返回App的过程。（热启动作的事较少）

主要区别：

名称	区别
冷启动	启动时，App的进程不在系统里，须要开启新进程。
热启动	启动时，App的进程还在系统里，不须要开启新进程。

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2、App的完整启动流程（冷启动流程）

主要分为三个阶段：

1. main() 函数执行前（pre-main阶段）
2. main() 函数执行后（从main函数执行，到设置self.window.rootViewController执行完成）
3. 首屏渲染完成后（从self.window.rootViewController执行完成到didFinishLaunchWithOptions方法做用域结束）

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（1）main函数执行前，系统会作的事：

• 加载可执行文件。（App里的全部.o文件）

• 加载动态连接库，进行rebase指针调整和bind符号绑定。

• ObjC的runtime初始化。 包括：ObjC相关Class的注册、category注册、selector惟一性检查等。

• 初始化。 包括：执行+load()方法、用attribute((constructor))修饰的函数的调用、建立C++静态全局变量等。

简单来讲， App启动后，首先，系统内核（Kernel）建立一个进程。 其次，加载可执行文件。（可执行文件是指Mach-O格式的文件，也就是App中全部.o文件的集合体）这时，能获取到dyld（dyld是苹果的动态连接器）的路径。 而后，加载dyld，主要分为4步：
1 . load dylibs：这一阶段dyld会分析应用依赖的dylib，找到其mach-o文件，打开和读取这些文件并验证其有效性，接着会找到代码签名注册到内核，最后对dylib的每个segment调用mmap()。 2 . rebase/bind：进行rebase指针调整和bind符号绑定。
3 . ObjC setup：runtime运行时初始化。包括ObjC相关Class的注册、category注册、selector惟一性检查等。 4 . Initializers：调用每一个ObjC类与分类的+load方法，调用attribute((constructor))修饰的函数、建立C++静态全局变量。

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（2）main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。 即，从main函数执行到设置self.window.rootViewController执行完成的阶段。

• 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；

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（3）首屏渲染完成后：

首屏渲染完成后的阶段，指的是：didFinishLaunchingWithOptions方法做用域 内执行首屏渲染后的全部方法执行。 即从设置self.window.rootViewController到didFinishLaunchWithOptions方法做用域结束。

这个阶段，首屏已经渲染完成。

须要作的事：

• 初始化一些首屏展现不须要的功能。

• 优化主线程，先处理会卡住主线程的方法，不能影响到用户的后续操做。

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3、具体优化思路

用户能感知到的启动时长主要是在 “main函数执行前” 、**“main函数执行后到首屏渲染完成”**的阶段。

main函数执行前，优化思路以下：

（1）减小使用 +load() 方法

• 方案一：若是可能的话，将+load中的内容，放到渲染完成后作。

• 方案二：使用+initialize()的方法代替+load()，注意把逻辑移动到+initialize()时，要注意避免+initialize()的重复调用问题，可使用dispatch_once()让逻辑只执行一次。

小知识点：+load()与+initialize()二者的区别? +load()方法会在main()函数调用前就调用，而+initialize()是在类第一次使用时才会调用。 +load方法的调用优先级: 父类 > 子类 > 分类，而且不会被覆盖，均会调用。
+load方法是在main() 函数以前调用，全部的类文件都会加载，包括分类也会加载。 +initialize方法的调用优先级：分类 > 子类，父类 > 子类。（父类的分类重写了+initialize方法会覆盖父类的+initialize方法）

（2）合并多个动态库

苹果公司建议使用更少的动态库，而且建议在使用动态库的数量较多时，尽可能将多个动态库进行合并。数量上，苹果公司最多能够支持6个非系统动态库合并为一个。

（3）优化类、方法、全局变量

减小加载启动后不会去使用的类或方法；少用C++全局变量；

main函数执行后，优化方案以下：

（4）优化首屏渲染前的功能初始化

main函数执行后到首屏渲染完成前，只处理首屏渲染相关业务。 首屏渲染外的其余功能放到首屏渲染完成后去初始化。

（5）优化主线程耗时操做，防止屏幕卡顿。

首先检查首屏渲染前，主线程上的耗时操做。将耗时操做滞后或异步处理。 一般的耗时操做有：网络加载、编辑、存储图片和文件等资源。 针对耗时操做作相对应的优化便可。

最后，我是站在iOS业界巨人的肩膀上完成了App启动优化（一）、（二）、（三），感谢戴铭老师精彩的技术分享。
另附上，戴铭老师课程连接：《iOS开发高手课》