iOS 性能优化方案

一、启动优化

1、冷启动（从零开始的启动）

冷启动三个阶段

1.1 Main函数执行前

• 加载可执行文件（mach-o文件）
• 加载动态链接库，进行rebase指针调整和bind符号绑定
• Objc运行时的初始化处理，包括Objc相关类的注册、category注册、selector唯一性检查
• 初始化，包括执行了+load()方法、attribute((constructor))修饰的函数调用、创建C++静态全局变量

优化方案

• 减少动态库加载。每个库本身都有依赖关系，苹果公司建议使用更少的动态库，并且建议在使用动态库的数量较多时，尽量将多个动态库进行合并。数量上，苹果公司建议最多使用 6 个非系统动态库。
• 减少加载启动后不会去使用的类或者方法
• +load() 方法里的内容可以放到首屏渲染完成后再执行，或使用 +initialize() 方法替换掉。 因为，在一个+load() 方法里，进行运行时方法替换操作会带来 4 毫秒的消耗。不要小看这 4 毫秒，积少成多，执行 +load() 方法对启动速度的影响会越来越大
• 控制 C++ 全局变量的数量

1.2 Main函数执行后

主要是指main()函数执行开始，到Appdelegate的didFinishLaunchingWithOptions方法里首屏渲染相关方法的执行

• 首屏初始化所需要配置文件的读写操作
• 首屏列表大数据的读取
• 首屏渲染的大量计算

优化方案

从功能上梳理出哪些是首屏渲染必要的初始化功能，哪些是 App 启动必要的初始化功能，而哪些是只需要在对应功能开始使用时才需要初始化的。梳理完之后，将这些初始化功能分别放到合适的阶段进行

1.3 首屏渲染完成

从渲染完成时开始，到 didFinishLaunchingWithOptions 方法作用域结束时结束

优化方案

• 功能级优化  
  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，其他非首屏业务的初始化、监听注册、配置文件读取等都放到首屏渲染完成后去做
• 方法级优化  
  检查首屏渲染完成前主线程上有哪些耗时方法，将没必要的耗时方法滞后或者异步执行。通常情况下，耗时较长的方法主要发生在计算大量数据的情况下，具体的表现就是加载、编辑、存储图片和文件等资源

2、热启动

• App在内存中，在后台存活着，再次点击图标进入App

3、APP启动的监控手段

• 定时抓取主线程上的方法调用堆栈，计算一段时间里各个方法的耗时
• 对 objc_msgSend 方法进行 hook 来掌握所有方法的执行耗时

二、卡顿问题

2.1 CPU和GPU

CUP（Central processing Unit，中央处理器）

对象的创建和销毁、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)

CUP优化方案

• 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
• 不要频繁的修改UIView的相关属性，比如frame、bounds、transform等
• 尽量提前计算好布局，计算好frame，bounds等，一次性修改，不要多次修改；
• 使用Autolayout会比直接设置frame消耗更多的资源
• 图片的size最好和UIImageView的size保持一致，减少CPU资源去进行缩放操作;
• 控制线程的最大并发数量
• 尽量耗时操作放到子线程（文本尺寸、图片处理）

GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）

纹理的渲染

GPU优化方案

• 尽量减少视图数量和层级，多层次的视图绘制更占用GPU资源
• 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能处理的图片的最大尺寸是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
• 减少透明的视图(alpha<1)，有透明度则需要混合计算，不透明就设置opaque为YES

2.2 离屏渲染（尽量避免出现离屏渲染）

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

优化方案

• 光栅化，减少使用layer.shouldRasterize = YES
• 遮罩，减少使用layer.mask
• 圆角，减少同时设置layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0（可以考虑通过CoreGraphics绘制裁剪圆角，或者叫UI提供圆角图片）
• 阴影，减少使用layer.shadowXXX (如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染)

三、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)

四、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

五、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:
• 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