随着项目功能的不断增加和扩展,如果你的代码没有经过严格的调试和优化,我相信你的app一定出现过一些卡顿现象要么就是是不是奔溃的现象,最后项目经理说这用户体验太差了,必须优化;然后你在想咋么优化呢?本篇将给大家讲解一下iOS应用程序都要注意的地方.目前在性能优化方面做得还不是很深入,欢迎大家指教,共同探讨.

学会使用instruments

在iOS上进行性能分析的时候，首先考虑借助instruments这个利器分析出问题出在哪，不要凭空想象，不然你可能把精力花在了1%的问题上，最后发现其实啥都没优化，比如要查看程序哪些部分最耗时，可以使用Time Profiler，要查看内存是否泄漏了，可以使用Leaks等。关于instruments网上有很多资料，作为一个合格iOS开发者，熟悉这个工具还是很有必要的。

不要阻塞主线程

在iOS里关于UIKit的操作都是放在主线程，因此如果主线程被阻塞住了，你的UI可能无法及时响应事件，给人一种卡顿的感觉。大多数阻塞主线程的情况是在主线程做IO操作，比如文件的读写，包含数据库、图片、json文本或者log日志等，尽量将这些操作放放到子线程(如果数据库有一次有较多的操作，记得采用事务来处理，性能相差还是挺大的)，或者在后台建立对应的dispatch queue来做这些操作，比如一个低级别的serial queue来负责log文件的记录等等。程序中如果你的代码逻辑是按照同步的逻辑来写的，尽量修改逻辑代码吧。。。

使用合适的数据结构

根据不同的业务场景来选择合适的数据结构，可能在数据量比较少的时候看不出什么区别，但是假如你存储的数据量比较大且数据结构比较复杂的话，这有可能会影响到你的程序性能。一般用的比较多的数据结构就是array，但我们知道它的查找复杂度是O(n)，因此假如需要快速的查找某个元素，可以使用map。可以参考下Apple Collections Programming Topics 。

懒加载view

不要在cell里面嵌套太多的view，这会很影响滑动的流畅感，而且更多的view也需要花费更多的CPU跟内存。假如由于view太多而导致了滑动不流畅，那就不要在一次就把所有的view都创建出来，把部分view放到需要显示cell的时候再去创建。

界面显示原理

每个app都离不开界面的渲染;而界面的过程我们可以做很多优化处理哦;不知道各位小伙伴们知道哪些呢?

CPU和GPU

在屏幕成像的过程中，CPU和GPU起着至关重要的作用

CPU( Central Processing Unit, 中央处理器)就是机器的“大脑”，也是布局谋略、发号施令、控制行动的“总司令官”。

CPU的结构主要包括运算器（ALU, Arithmetic and Logic Unit）、控制单元（CU, Control Unit）、寄存器（Register）、高速缓存器（Cache）和它们之间通讯的数据、控制及状态的总线。

GPU全称为Graphics Processing Unit，中文为图形处理器，就如它的名字一样，GPU最初是用在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上运行绘图运算工作的微处理器。

为什么GPU特别擅长处理图像数据呢？这是因为图像上的每一个像素点都有被处理的需要，而且每个像素点处理的过程和方式都十分相似，也就成了GPU的天然温床。

页面渲染流程图.png

在iOS中是双缓冲机制，有前帧缓存、后帧缓存，即GPU会预先渲染好一帧放入一个缓冲区内（前帧缓存），让视频控制器读取，当下一帧渲染好后，GPU会直接把视频控制器的指针指向第二个缓冲器（后帧缓存）。当你视频控制器已经读完一帧，准备读下一帧的时候，GPU会等待显示器的VSync信号发出后，前帧缓存和后帧缓存会瞬间切换，后帧缓存会变成新的前帧缓存，同时旧的前帧缓存会变成新的后帧缓存。

卡顿的原因

在Sync信号到来后，系统图形服务会通过CADisplayLink等机制通知App，App主线程开始在CPU中计算显示内容，比如视图的创建，布局计算，图片解码，文本绘制等。随后CPU会将计算好的内容提交到GPU去，由GPU进行交换，合成，渲染。随后GPU会把渲染结果提交到帧缓冲区，等待下一次VSync信号（垂直同步信号）到来时显示到屏幕上。由于垂直同步机制，如果在一个VSync时间内，CPU或者GPU没有完成内容提交，则那一帧就会被丢弃，等待下一次机会再显示，而这时显示屏因为没有新的刷新，会保留之前的内容不变。这就造成了卡顿。

按照60FPS的刷帧率，每隔16ms就会有一次VSync信号

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

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
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

哪些操作会触发离屏渲染？

1.光栅化，layer.shouldRasterize = YES

2.遮罩，layer.mask

3.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

4.阴影，layer.shadowXXX

如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染
以下代码是设置圆角的具体方法,这种方法不会造成离屏渲染,消耗内存小,并且渲染速度快


    UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 300, 100, 100)];
    imageView.image = [UIImage imageWithColor:[UIColor redColor]];
    UIBezierPath *maskPath = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:imageView.bounds byRoundingCorners:UIRectCornerBottomLeft | UIRectCornerTopLeft cornerRadii:CGSizeMake(50, 0)];
   
    CAShapeLayer *maskLayer = [[CAShapeLayer alloc]init];
    //设置大小
    maskLayer.frame = imageView.bounds;
    //设置图形样子
    maskLayer.path = maskPath.CGPath;
    imageView.layer.mask = maskLayer;
    imageView.opaque = YES;
    [self.view addSubview:imageView];

耗电优化

耗电的主要来源？

CPU处理，Processing
网络，Networking
定位，Location
图像，Graphics

1.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:

APP启动优化

先来看app启动流程

APP的启动可以分为2种

1、冷启动（Cold Launch）：从零开始启动APP

2、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）

1、DYLD_PRINT_STATISTICS设置为1

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

3.当用户点击app的图标之后，程序应该尽可能快的进入到主页面，尽可能减少用户的等待时间，比如我们的应用程序在启动的时候会去做3d模型的渲染操作，完成之后在进入首页面展示，但其实我们可以先进入到主页面，将渲染3d的任务放到子线程去完成，缩短用户需要等待的时间。

APP的冷启动概括为三大阶段

dyld，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

1.装载APP的可执行文件，同时会递归加载所有依赖的动态库

2.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

runtime

启动APP时，runtime所做的事情有

1.调用map_images进行可执行文件内容的解析和处理

2.在load_images中调用call_load_methods，调用所有Class和Category的+load方法

3.进行各种objc结构的初始化（注册Objc类、初始化类对象等等）

4.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

main

1.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

2.并由runtime负责加载成objc定义的结构

3.所有初始化工作结束后，dyld就会调用main函数

4.接下来就是UIApplicationMain函数，AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法

iOS性能优化