iOS底层学习-day-27

前言-OC-性能优化篇

我是一名iOS开发者， iOS底层 菜鸟的进阶之路30天。

问题

• 在MRC下autorelease对象在什么时机会被调用release？
  • 在当前的休眠之前就会被release
• iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer
  • 第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件，会调用objc_autoreleasePoolPush()
  • 第2个Observer
    • 监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()
    • 监听了kCFRunLoopBeforeExit事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()

_objc_autoreleasePoolPrint();

• 查看地址池的情况 - Hot当前页面 - cold满了的

性能优化

卡顿原因

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）
• 例子1

- (void)text {
    // 文字计算
    [@"text" boundingRectWithSize:CGSizeMake(100, MAXFLOAT) options:NSStringDrawingUsesLineFragmentOrigin attributes:nil context:nil];
    
    // 文字绘制
    [@"text" drawWithRect:CGRectMake(0, 0, 100, 100) options:NSStringDrawingUsesLineFragmentOrigin attributes:nil context:nil];
}

• 例子2 - 异步加载图片

- (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:@"图片名称"].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

• 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

• LXDAppFluecyMonitor别人写的例子
• Backtrace:方法调用栈

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
    • 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//DYLD_PRINT_STATISTICS打印出一些统计数据
      • 如果需要更详细的信息，那就将DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS设置为1
  • 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

• 按照不同的阶段

  • 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

安装包瘦身

• 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）

  • 采取无损压缩
  • 去除没有用到的资源：

• 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

• 生成LinkMap文件，可以查看可执行文件的具体组成

• 可借助第三方工具解析LinkMap文件：