iOS App 启动速度优化

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理解App启动

App启动从技术角度可以分为冷启动和热启动。冷启动是App启动时需要系统分配进程的启动操作；热启动是App启动时进程还在系统中的启动操作。

本文主要分析App的冷启动速度优化。此阶段我们分为两个阶段进行优化：

• pre-main阶段：main() 函数是程序执行入口，从进程创建到进入 main 函数称为 pre-main 阶段, 主要包括了环境准备、资源加载等操作。
• post-main阶段：main() 函数到-didFinishLaunchWithOptions:方法执行结束。

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pre-main阶段

此阶段系统主要做以下几件事：

• 加载可执行文件(.o文件)
• 加载动态链接库，进行Rebase指针调整及Bind符号指向
• ObjC Runtime处理，包括类注册、Category注册、Selector唯一检测等
• 初始化函数，包括调用每个ObjC类和Category的+load方法、调用C/C++ 中的构造器函数（用attribute((constructor))修饰的函数）、创建非基本类型的C++静态全局变量（通常是类或结构体）

优化方式

• 减少动态库加载： 移除非必要的或者多个动态库进行合并。数量上，苹果公司最多可以支持 6 个非系统动态库合并为一个。（系统库官方已做优化）
• 减少类(Class)查找无用文件、类别(Catogory)、方法(Selector)的数量
• +load()方法里的内容放到首屏渲染完成后再执行，或者使用+initialize() 方法替换掉。
• 减少C++静态全局变量的个数

如何通过Xcode查看此阶段耗时：

Xcode：Project → Scheme → Edit Scheme → Run → Environment Variables

添加 DYLD_PRINT_STATISTICS 环境变量，value为1。

Total pre-main time: 727.41 milliseconds (100.0%)       ->main函数之前总耗时
    dylib loading time: 452.05 milliseconds (62.1%)     ->加载动态库
    rebase/binding time:  36.67 milliseconds (5.0%)     ->指针重定位
    ObjC setup time:  46.58 milliseconds (6.4%)         ->OC类初始化
    initializer time: 191.98 milliseconds (26.3%)       ->各种初始化
    slowest intializers :                               ->各种初始化详情
        libSystem.B.dylib :   7.44 milliseconds (1.0%)
        libglInterpose.dylib :  94.07 milliseconds (12.9%)
        libMTLInterpose.dylib :  29.68 milliseconds (4.0%)

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post-main阶段

此阶段开发者做基础的配置操作：

• 日志系统、第三方SDK等配置
• App运行环境配置
• 首屏初始化所需配置读取

优化方式

对此阶段可以将main() 函数到-didFinishLaunchWithOptions:中执行的操作区分为功能级和方法级

• 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：查找首屏渲染完成前主线程中执行方法的耗时、占用比例。非必要执行的函数延时执行或者异步执行，避免此过程中主线程执行太多耗时操作

如何统计函数的耗时

• 方法一：函数执行前与执行完成后分别打点，然后计算两次打点的间隔，视为此函数执行时间(相对粗略但简单有效)。可参考XXTimeMonitor
• 方法二:定时抓取主线程上的放大调用栈，计算一段时间里各个方法的耗时。如：Xcode中自带的时间统计Time Profiler
• 方法三：对 objc_msgSend 方法进行 hook 来掌握所有方法的执行耗时

方法一 通过XXTimeMonitor统计结果：

需要注意：
如果A方法存在子线程到主线程的操作，那么可能会统计A方法耗时很小，A方法的耗时被间接转移到后面其他方法的统计上。方法二、三应该可以避免。

==================时间监控结果==================
#1 日志系统初始化: 0.004
#2 百度SDK初始化: 0.104
#3 Bugly初始化: 0.019
#4 友盟SDK初始化: 0.989
#5 UDP初始化: 0.021
#6 JD系统初始化: 0.702
#7 远程推送注册: 0.083
#8 主页初始化: 0.072
#9 其他初始化: 0.001
#10 启动完成: 2.372
 ============================================= 

方法二、方法三 待实现(喜欢的可以先收藏，近期会实现)

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奇淫巧技

现在很多App启动时都会带有一个广告业。那针对此类型App我们是否可以偷梁换柱，将必要的耗时在广告展示时再初始化呢？答案是肯定的。那么具体可以如何实施呢？

• 启动一个fakeMainCtl，同时初始化广告模块。在ViewDidAppear中执行其他必要操作。
• 从方式需要避免在必要初始化未完成时进行操作。如：通过点击通知进行跳转、广告页的跳转等。

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参看：
优化 App 的启动时间
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