25个增强iOS应用程序性能的提示和技巧
中级
在性能优化时，当你碰到一些复杂的问题，应该注意和使用如下技巧：
- 重用和延迟加载View
- 缓存、缓存、缓存
- 考虑绘制
- 处理内存警告
- 重用花销很大的对象
- 使用Sprite Sheets
- 避免重新处理数据
- 选择正确的数据格式
- 设置适当的背景图片
- 降低Web内容的影响
- 设置阴影路径
- 优化TableView
- 选择正确的数据存储方式
中级性能提升
现在，在进行代码优化时，你已经能够完成一些初级性能优化了。但是下面还有另外一些优化方案，虽然可能不太明显（取决于程序的架构和相关代码），但是，如果能够正确的利用好这些方案，那么它们对性能的优化将非常明显！
9) 重用和延迟加载View
程序界面中包含更多的view，意味着界面在显示的时候，需要进行更多的绘制任务；也就意味着需要消耗更多的CPU和内存资源。特别是在一个UIScrollView里面加入了许多view。
这种情况的管理技巧可以参考UITableView和UICollectionView的行为：不要一次性创建所有的subview，而是在需要的时候在创建view，并且当view使用完毕时候将它们添加到重用队列中。
这样就可以仅在UIScrollView滚动的时候才配置view，以此可以避免分配创建view的带来的成本——这可能是非常耗资源的。
现在有这样的一个问题：在程序中需要显示的view在什么时机创建（比如说，当用户点击某个按钮，需要显示某个view）。这里有两种可选方法：
- 在屏幕第一次加载以及隐藏的时候，创建view；然后在需要的时候，再把view显示出来。
- 直到需要显示view的时候，才创建并显示view。
每种方法都有各自的优点和确定。
使用第一种方法，需要消耗更多的内容，因为创建出来的view一直占据着内存，直到view被release掉。不过，使用这种方法，当用户点击按钮时，程序会很快的显示出view，因为只需要修改一下view的可见性即可。
而使用第二种方法则产生相反的效果；当需要的时候猜创建view，这会消耗更少的内存；不过，当用户点击按钮的时候，不会立即显示出view。
10) 缓存、缓存、缓存
在开发程序时，一个重要的规则就是“缓存重要的内容”——这些内容一般不会改变，并且访问的频率比较高。
可以缓存写什么内容呢？比如远程服务器的响应内容，图片，甚至是计算结果，比如UITableView的行高。
NSURLConnection根据HTTP头的处理过程，已经把一些资源缓存到磁盘和内存中了。你甚至可以手动创建一个NSURLRequest ，让其只加载缓存的值。
下面的代码片段一般用在为图片创建一个NSURLRequest：
- + (NSMutableURLRequest *)imageRequestWithURL:(NSURL *)url {
- NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url];
- request.cachePolicy = NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad; // this will make sure the request always returns the cached image
- request.HTTPShouldHandleCookies = NO;
- request.HTTPShouldUsePipelining = YES;
- [request addValue:@"image/*" forHTTPHeaderField:@"Accept"];
- return request;
- }
注意：你可以使用NSURLConnection抓取一个URL请求，但是同样可以使用AFNetworking来抓取，这种方法不用修改所有网络相关的代码——这是一个技巧！:]
如果你要直到更多关于HTTP 缓存, NSURLCache, NSURLConnection 以及相关的内容, 那么看一下NSHipster中的the NSURLCache entry。
如果你需要缓存的内容没涉及到HTTP请求，那么使用NSCache。
NSCache的外观和行为与NSDictionary类似, 但是，当系统需要回收内存时，NSCache会自动的里面存储的内容。Mattt Thompson 在NSHipster上写了一篇关于NSCache非常不错的文章。
如果还想知道关于HTTP缓存更多的内容，那么建议阅读一下Google的这篇文章：best-practices document on HTTP caching。
11) 考虑绘制
考虑绘制
在iOS中制作漂亮的按钮有多种方法。可以使用全尺寸图片，可缩放图片，或者使用CALayer, CoreGraphics， 甚至是OpenGL来手动测量和绘制按钮。
当然，这些方法的复杂程度也不同，并且性能也有所区别。这里有一篇相关文章值得阅读一下：关于iOS中图形的性能。其中Andy Matuschak（曾经是苹果的UIKit小组的组员）对这篇文章的评论中，对于不同的方法及其性能权衡有非常好的一个见解。
简单来说，使用预渲染图片技术是最快的，因为iOS中不用等到在屏幕上显示的时候才创建图形和对形状进行绘制（图片已经创建好了!）。这样带来的问题是需要把所有的图片都放到程序bundle中，从而增加了程序的大小。因此使用可伸缩图片在这里将排上用场了：可以移除“浪费”空间的图片——iOS可以重复利用。并且针对不同的元素（例如按钮）不需要创建不同的图片。
不过，使用图片的话会失去代码对图片的控制能力，进而针对不同的程序，就需要重复的生成每一个需要的图片，并反复的放到每个程序中。这个处理过程一般会比较慢。另外一点就是如果你需要一个动画，或者许多图片都要进行轻微的调整（比如多个颜色的覆盖），那么需要在程序中加入许多图片，进而增加了程序bundle的大小。
总的来说，你需要考虑一下什么才是最重要的：绘制性能还是程序大小。一般来说都重要，所以在同一个工程中，应该两种都应考虑。
12) 处理内存警告
当系统内存偏低时，iOS会通知所有在运行的程序。苹果的官方文档中介绍了如何处理低内存警告：
If your app receives this warning, it must free up as much memory as possible. The best way to do this is to remove strong references to caches, image objects, and other data objects that can be recreated later.
如果程序收到了低内存警告，在程序中必须尽量释放内存。最佳方法就是移除强引用的涉及到的缓存，图片对象，以及其它可以在之后使用时还可以重新创建的数据对象。
UIKit中提供了如下几种方法来接收低内存（low-memory）警告：
- 实现app delegate中的applicationDidReceiveMemoryWarning: 方法。
- 在UIViewController子类中重写(Override)didReceiveMemoryWarning方法。
- 在通知中心里面注册UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotificatio通知。
在收到以上任意的警告时，需要立即释放任何不需要的内存。
例如，UIViewController的默认情况是清除掉当前不可见的view；在UIViewController的子类中，可以清除一些额外的数据。程序中不没有显示在当前屏幕中的图片也可以release掉。
当收到低内存警告时，尽量释放内存是非常重要的。否则，运行中的程序有可能会被系统杀掉。
不过，在清除内存时要注意一下：确保被清除的对象之后还可以被创建出来。另外，在开发程序的时候，请使用iOS模拟器中的模拟内存警告功能对程序进行测试！
13) 重用花销很大的对象
有些对象的初始化非常慢——比如NSDateFormatter和NSCalendar。不过有时候可以避免使用这些对象，例如在解析JSON/XML中的日期时。
当使用这些对象时，为了避免性能上的瓶颈，可以尝试尽量重用这些对象——在类中添加一个属性或者创建一个静态变量。
注意，如果使用静态变量的话，对象会在程序运行的时候一直存在，就像单例一样。
下面的代码演示创建一个延迟加载的日期格式属性。第一次调用属性的时候，会创建一个新的日期格式。之后再调用的话，会返回已经创建好的实例对象：
- // in your .h or inside a class extension
- @property (nonatomic, strong) NSDateFormatter *formatter;
- // inside the implementation (.m)
- // When you need, just use self.formatter
- - (NSDateFormatter *)formatter {
- if (! _formatter) {
- _formatter = [[NSDateFormatter alloc] init];
- _formatter.dateFormat = @"EEE MMM dd HH:mm:ss Z yyyy"; // twitter date format
- }
- return _formatter;
- }
另外，还需要记住的是在设置NSDateFormatter的日期格式时，同样跟创建新的一个NSDateFormatter实例对象时一样慢！因此，在程序中如果需要频繁的处理日期格式，那么对NSDateFormatter进行重用是非常好的。
14) 使用Sprite Sheets
使用sprite sheets
你是一个游戏开发者吗？是的话那么sprite sheets是最佳选择之一。使用Sprite sheets跟常用的绘制方法比起来，绘制更快，并且消耗更少的内存。
下面是两个非常不错的sprite sheets教程：
- 如何在Cocos2D中使用动画和Sprite Sheets
- 如何在Cocos2D中使用纹理包（Texture Packer）和像素格式来创建并优化Sprite Sheets
第二个教程详细的介绍了像素格式——在游戏中可以衡量性能的影响。
如果你还不熟悉sprite sheets，那么可以看看这里的介绍：SpriteSheets – 视频, Part 1and Part 2. 这两个视频的作者是Andreas Löw, 他是纹理包(Texture Packer)的创建者, 纹理包是创建sprite sheets的重要工具。
除了使用sprite sheets外，这里还介绍了一些用于游戏开发中的技巧，例如，如果你有很多sprite（比如射击类游戏中），那么可以重用sprite，而不用每次都创建sprite。
15) 避免重新处理数据
许多程序都需要从远程服务器中获取数据，以满足程序的需求。这些数据一般是JSON或XML格式。在请求和接收数据时，使用相同的数据结构非常重要。
为什么呢？在内存中把数据转换为适合程序的数据格式是需要付出额外代价的。
例如，如果你需要在table view中显示一些数据，那么请求和接收的数据格式最好是数组格式的，这样可以避免一些中间操作——将数据转换为适合程序使用的数据结构。
类似的，如果程序是根据键来访问具体的值，那么最好请求和接收一个键/值对字典。
在第一时间获得的数据就是所需要格式的，可以避免将数据转换为适合程序的数据格式带来的额外代价。
16) 选择正确的数据格式
选择正确的数据格式
将数据从程序传到网络服务器中有多种方法，其中使用的数据格式基本都是JSON和XML。你需要做的就是在程序中选择正确的数据格式。
JSON的解析速度非常快，并且要比XML小得多，也就意味着只需要传输更少数据。并且在iOS5之后，已经有内置的JSON反序列化API了，所以使用JSON是很容易的。
不过XML也有它自己的优势：如果使用SAX方法来解析XML，那么可以边读XML边解析，并不用等到全部的XML获取到了才开始解析，这与JSON是不同的。当处理大量数据时，这种方法可以提升性能并减少内存的消耗。
17) 设置适当的背景图片
在iOS编码中，跟别的许多东西类似，这里也有两种方法来给view设置一个背景图片：
- 可以使用UIColor的colorWithPatternImge方法来创建一个颜色，并将这个颜色设置为view的背景颜色。
- 可以给view添加一个UIImageView子视图。
如果你有一个全尺寸的背景图片，那么应该使用UIImageView，因为UIColor的colorWithPatternImge方法是用来创建小图片的——该图片会被重复使用。此时使用UIImageView会节省很多内存。
- // You could also achieve the same result in Interface Builder
- UIImageView *backgroundView = [[UIImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"background"]];
- [self.view addSubview:backgroundView];
不过，如果你计划用小图片当做背景，那么应该使用UIColor的colorWithPatternImge方法。这种情况下绘制速度会很快，并且不会消耗大量的内存。
- self.view.backgroundColor = [UIColor colorWithPatternImage:[UIImage imageNamed:@"background"]];
18) 降低Web内容的影响
UIWebView非常有用。用它可以很容易的显示web内容，甚至可以构建UIKit空间难以显示的内容。
不过，你可以能已经注意到程序中使用的UIWebView组建没有苹果的Safari程序快。这是因为JIT编译限制了WebKit的Nitro引擎的使用。
因此为了获得更加的性能，需要调整一下HTML的大小。首先就是尽量的摆脱JavaScript，并避免使用大的矿建，例如jQuery。有时候使用原始的JavaScript要比别的框架快。
另外，尽量的异步加载JavaScript文件——特别是不直接影响到页面行为时，例如分析脚本。
最后——让使用到的图片，跟实际需要的一样大小。如之前提到的，尽量使用sprite sheets，以此节省内存和提升速度。
更多相关信息，可以看一下： WWDC 2012 session #601 – 在iOS中优化UIWebView和网站中的Web内容。
19) 设置阴影路径
如果需要在view活layer中添加一个阴影，该如何处理呢？
大多数开发者首先将QuartzCore框架添加到工程中，然后添加如下代码：
- #import <QuartzCore/QuartzCore.h>
- // Somewhere later ...
- UIView *view = [[UIView alloc] init];
- // Setup the shadow ...
- view.layer.shadowOffset = CGSizeMake(-1.0f, 1.0f);
- view.layer.shadowRadius = 5.0f;
- view.layer.shadowOpacity = 0.6;
看起来非常容易，不是吗？
然而不幸的是上面这种方法有一个问题。Core Animation在渲染阴影效果之前，必须通过做一个离屏(offscreen)才能确定view的形状，而这个离屏操作非常耗费资源。
下面有一种方法可以更容易的让系统进行阴影渲染：设置阴影路径！
- view.layer.shadowPath = [[UIBezierPath bezierPathWithRect:view.bounds] CGPath];
通过设置阴影路径，iOS就不用总是再计算该如何绘制阴影了。只需要使用你预先计算好的路径即可。有一点不好的是，根据view的格式，自己可能很难计算出路径。另外一个问题就是当view的frame改变时，必须每次都更新一下阴影路径。
如果你想了解更多相关信息，Mark Pospesel写了一篇很棒的文章：shadowPath。
20) 优化TableView
Table views需要快速的滚动——如果不能的话，用户会感觉到停顿。
为了让table view平滑的滚动，确保遵循了如下建议：
- 设置正确的reuseIdentifer以重用cell。
- 尽量将view设置为不透明，包括cell本身。
- 避免渐变，图像缩放以及离屏绘制。
- 如果row的高度不相同，那么将其缓存下来。
- 如果cell显示的内容来此网络，那么确保这些内容是通过异步来获取的。
- 使用shadowPath来设置阴影。
- 减少subview的数量。
- 在cellForRowAtIndexPath:中尽量做更少的操作。如果需要做一些处理，那么最好做过一次之后，就将结果缓存起来。
- 使用适当的数据结构来保存需要的信息。不同的结构会带来不同的操作代价。
- 使用rowHeight, sectionFooterHeight 和 sectionHeaderHeight 来设置一个恒定 高度，而不要从delegate中获取。
21) 选择正确的数据存储方式
选择正确的数据存储方式
当需要存储和读取大量的数据时，该如何选择存储方式呢？
有如下选择：
- 使用NSUserDefaults进行存储
- 保存为XML，JSON或Plist格式的文件
- 利用NSCoding进行归档
- 存储到一个本地数据库，例如SQLite。
- 使用Core Data.
使用NSUserDefaults有什么问题呢? 虽然NSUserDefaults很好并且容易，不过只只针对于存储小量数据（比如你的级别，或者声音是开或关）。如果要存储大量的数据，最好选择别的存储方式。
大量数据保存为结构化的文件也可能会带来问题。一般，在解析这些结构数据之前，需要将内容全部加载到内存中，这是很消耗资源的。虽然可以使用SAX来处理XML文件，但是这有点复杂。另外，加载到内存中的所有对象，不一定全部都需要用到。
那么使用NSCoding来保存大量数据怎么样呢？因为它同样是对文件进行读写，因此依然存在上面说的问题。
要保存大量的数据，最好使用SQLite或Core Data。通过SQLite或Core Data可以进行具体的查询——只需要获取并加载需要的数据对象——避免对数据进行不合理的搜索。在性能方面，SQLite和Core Data差不大。
SQLite和Core Data最大的区别实际上就是用法上。Core Data代表一个对象模型，而SQLite只是一个DBMS。一般，苹果建议使用Core Data，不过如果你有特殊的原因不能使用Core Data的话，可以使用低级别的SQLite。
在程序中，如果选择使用SQLite，这里有个方便的库FMDB ：可以利用该库操作SQLite数据库，而不用深入使用SQLite C API。
高级
当且仅当下面这些技巧能够解决问题的时候，才使用它们：
- 加速启动时间
- 使用Autorelease Pool
- 缓存图片 — 或者不缓存
- 尽量避免Date格式化
高级性能提升
寻找一些高明的方法，让自己变为一个全代码忍者？下面这些高级的性能优化技巧可以在适当的时候让程序尽可能的高效运行！
22) 加速启动时间
能快速的启动程序非常重要，特别是在用户第一次启动程序时。第一映像对程序来说非常重要！
让程序尽量快速启动的方法就是尽量以异步方式执行任务，例如网络请求，数据访问或解析。
另外，避免使用臃肿的XIBs，因为XIB的加载是在主线程中进行的。但是记住storyboard没有这样的问题——所以如果可以的话就使用storyboard吧！
注意：在利用Xcode进行调试时，watchdog不会运行，所在设备中测试程序启动性能时，不要将设备连接到Xcode。
23) 使用Autorelease Pool
NSAutoreleasePool负责释放一个代码块中的自动释放对象。一般都是由UIKit来创建的。不过有些情况下需要手动创建NSAutoreleasePool。
例如，如果在代码中创建了大量的临时对象，你将注意到内存使用量在增加，直到这些对象被释放。问题是只有当UIKit耗尽了 autorelease pool，这些对象才会被释放，也就是说当不再需要这些对象之后，这些对象还在内存中占据着资源。
不过这个问题完全可以避免：在@autoreleasepool代码块中创建临时对象，如下代码：
NSArray *urls = <# An array of file URLs #>;
for (NSURL *url in urls) {
@autoreleasepool {
NSError *error;
NSString *fileContents = [NSString stringWithContentsOfURL:url
encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
/* Process the string, creating and autoreleasing more objects. */
}
}
当每次迭代完之后，都会释放所有的autorelease对象。
关于NSAutoreleasePool的更多内容可以阅读苹果的官方文档。
24) 缓存图片 — 或者不缓存
iOS中从程序bundle中加载UIImage一般有两种方法。第一种比较常见：imageNamed。第二种方法很少使用：imageWithContentsOfFile
为什么有两种方法完成同样的事情呢？
imageNamed的优点在于可以缓存已经加载的图片。苹果的文档中有如下说法：
This method looks in the system caches for an image object with the specified name and returns that object if it exists. If a matching image object is not already in the cache, this method loads the image data from the specified file, caches it, and then returns the resulting object.
这种方法会在系统缓存中根据指定的名字寻找图片，如果找到了就返回。如果没有在缓存中找到图片，该方法会从指定的文件中加载图片数据，并将其缓存起来，然后再把结果返回。
而imageWithContentsOfFile方法只是简单的加载图片，并不会将图片缓存起来。
这两个方法的使用方法如下：
UIImage *img = [UIImage imageNamed:@"myImage"]; // caching // or UIImage *img = [UIImage imageWithContentsOfFile:@"myImage"]; // no caching
那么该如何选择呢？
如果加载一张很大的图片，并且只使用一次，那么就不需要缓存这个图片。这种情况imageWithContentsOfFile比较合适——系统不会浪费内存来缓存图片。
然而，如果在程序中经常需要重用的图片，那么最好是选择imageNamed方法。这种方法可以节省出每次都从磁盘加载图片的时间。
25) 尽量避免Date格式化
如果有许多日期需要使用NSDateFormatter，那么需要小心对待了。如之前（重用花销很大的对象）所提到的，无论什么时候，都应该尽量重用NSDateFormatters。
然而，如果你需要更快的速度，那么应该使用C来直接解析日期，而不是NSDateFormatter。Sam Soffes写了一篇文章，其中提供了一些解析ISO-8601格式日期字符的串代码。你只需要简单的调整一下其中的代码就可以满足自己特殊的需求了。
这听起来不错把——不过你相信这还有更好的一个办法吗？
如果你自己能控制处理日期的格式，那么可以选择 Unix timestamps。Unix timestamps是一个简单的整数，代表了从新纪元时间（epoch）开始到现在已经过了多少秒，通常这个新纪元参考时间是00:00:00 UTC on 1 January 1970。
你可以很容易的见这个时间戳转换为NSDate，如下所示：
- (NSDate*)dateFromUnixTimestamp:(NSTimeInterval)timestamp {
return [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:timestamp];
}
上面这个方法比C函数还要快！
注意：许多网络APIs返回的时间戳都是毫秒，因此需要注意的是在将这个时间戳传递给dateFromUnixTimestamp之前需要除以1000。
何去何从？
强烈建议对程序性能优化感兴趣的读者看看下面列出来的WWDC视频。在看视频之前，你需要注册一个Apple ID（只需要注册以此，就可以观看所有WWDC2012的视频）：
- #406: Adopting Automatic Reference Counting
- #238: iOS App Performance: Graphics and Animations
- #242: iOS App Performance: Memory
- #235: iOS App Performance: Responsiveness
- #409: Learning Instruments
- #706: Networking Best Practices
- #514: OpenGL ES Tools and Techniques
- #506: Optimizing 2D Graphics and Animation Performance
- #601: Optimizing Web Content in UIWebViews and Websites on iOS
- #225: Up and Running: Making a Great Impression with Every Launch
下面这些视频来自WWDC 2011 ，也非常有用：
- #308: Blocks and Grand Central Dispatch in Practice
- #323: Introducing Automatic Reference Counting
- #312: iOS Performance and Power Optimization with Instruments
- #105: Polishing Your App: Tips and tricks to improve the responsiveness and performance
- #121: Understanding UIKit Rendering
这里还有更多相关视频，大多数来自iOS 5技术讲座：
- Your iOS App Performance Hitlist
- Optimizing App Performance with Instruments
- Understanding iOS View Compositing
基于 “Your iOS App Performance Hitlist” 视频，Ole Begemann写了一篇文章。
苹果还提供了一篇非常好的文章：性能优化。其中提供的技巧和提示对程序性能提升很有帮助。