OC底层知识(六) : 性能优化

简介: OC底层知识(六) : 性能优化

一、CPU和GPU 的介绍


  • 1.1、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),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)
  • GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器),纹理的渲染,说白了就是界面的展示


image.png

  • 在iOS中是双缓冲机制,有前帧缓存、后帧缓存
  • 1.2、屏幕成像原理



image.png



1.3、卡顿产生的原因



image.png



  • 卡顿解决的主要思路:尽可能减少CPU、GPU资源消耗
  • 按照60FPS(1秒钟刷新60帧)的刷帧率,每隔16ms(1000s/60 = 16ms)就会有一次VSync信号,就可以保证不会卡,也不会掉帧


二、卡顿优化 - CPU



  • 2.1、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
  • 2.2、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
  • 2.3、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
  • 2.4、Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源
  • 2.5、图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致
  • 2.6、控制一下线程的最大并发数量
  • 2.7、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)


三、卡顿优化 - GPU



  • 3.1、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
  • 3.2、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
  • 3.3、尽量减少视图数量和层次
  • 3.4、减少透明的视图(alpha<1),不透明的就设置opaque为YES(默认就是YES)
  • 3.5、尽量避免出现离屏渲染
  • 3.6、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
  • 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,可以考虑通过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


四、耗电优化



  • 4.1、耗电的主要来源


image.png

  • CPU处理,Processing
  • 网络,Networking
  • 定位,Location
  • 图像,Graphics
  • 4.2、耗电优化
  • CPU处理,Processing
  • 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


五、APP的启动的优化



  • 5.1、APP的启动可以分为2种
  • 冷启动(Cold Launch):从零开始启动APP
  • 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
  • 5.2、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(Product -> Scheme-> Edit scheme -> Run -> Arguments->Environment Variables下添加)
  • DYLD_PRINT_STATISTICS设置为1提示在:iOS 13之后这个设置就无效了


image.png

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


image.png

5.3、APP的冷启动可以概括为3大阶段


image.png


  • dyld(dynamic link editor),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时所做的事情有
  • 调用map_images进行可执行文件内容的解析和处理
  • 在load_images中调用call_load_methods,调用所有Class和Category的+load方法
  • 进行各种objc结构的初始化(注册Objc类 、初始化类对象等等)
  • 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
  • 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
  • 并由runtime负责加载成objc定义的结构
  • 所有初始化工作结束后,dyld就会调用main函数
  • 接下来就是UIApplicationMain函数,AppDelegateapplication:didFinishLaunchingWithOptions:方法


  • 5.4、APP的启动优化方案(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

image.png

  • 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(举个例子,刚进入app只需要加载首页的收据就好了,不需要加载所有页面的数据)


六、安装包瘦身



  • 6.1、安装包(IPA)主要由可执行文件、资源组成
  • 6.2、资源(图片、音频、视频等)
  • 采取无损压缩(资源质量不会发生变化,但是大小会变小,必须图片用 png图片压缩神器)
  • 去除没有用到的资源,下面是我测试图片资源的情况,我在桌面有一个项目CPU&GPU,里面放了几张图片,都没有使用


image.png

image.png


6.3、可执行文件瘦身

  • 编译器优化
  • (1)Strip Linked ProductMake Strings Read-OnlySymbols Hidden by Default设置为YES,xcode 默认这些都是 YES


image.png



(2)去掉异常支持,Enable C++ ExceptionsEnable Objective-C Exceptions设置为NOOther C Flags添加-fno-exceptions



image.png

(3)利用 AppCode 检测未使用的代码:菜单栏 ->Code->InspectCode



image.png


AppCode 的使用


image.png


  • (4)编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码(这个比较难)
  • (5) LinkMap,生成LinkMap文件,可以查看 可执行文件的具体组成(生成文件后记得回复原样


image.png上面的地址我写为/Users/wangchong/Desktop/,运行之后再桌面生成了CPU&GPU-LinkMap-normal-x86_64.txt文件


image.png

分析LinkMap文件


image.png


借助第三方工具解析LinkMap文件:https://github.com/huanxsd/LinkMap


image.png

七、下面是几个问题(不懂的看上面)



  • 你在项目中是怎么优化内存的?
  • 优化你是从哪几方面着手?
  • 列表卡顿的原因可能有哪些?你平时是怎么优化的?
  • 遇到tableView卡顿嘛?会造成卡顿的原因大致有哪些?
相关实践学习
部署Stable Diffusion玩转AI绘画(GPU云服务器)
本实验通过在ECS上从零开始部署Stable Diffusion来进行AI绘画创作,开启AIGC盲盒。
目录
相关文章
|
6月前
|
存储 Java 图形学
UNITY性能优化☀️一、GC介绍与Unity内存管理方法
UNITY性能优化☀️一、GC介绍与Unity内存管理方法
|
9月前
|
监控 Java Android开发
构建高效Android应用:采用Kotlin进行内存优化的策略
【5月更文挑战第26天】随着移动设备的普及,用户对应用程序的性能要求越来越高。在资源受限的Android平台上,内存管理成为提升性能的关键因素之一。本文将深入探讨使用Kotlin语言开发Android应用时,如何通过智能内存管理策略来提高应用性能和用户体验。我们将分析内存泄露的原因,介绍有效的内存优化技巧,并通过实例代码展示如何在Kotlin中实现这些优化措施。
|
9月前
|
移动开发 安全 Android开发
构建高效Android应用:采用Kotlin进行内存优化
【5月更文挑战第29天】 在移动开发领域,性能优化一直是开发者关注的焦点。特别是对于Android应用而言,内存管理是影响应用性能和用户体验的关键因素之一。近年来,Kotlin作为官方推荐的开发语言,以其简洁的语法和强大的功能受到广大开发者的青睐。本文将深入探讨如何通过Kotlin语言的特性来优化Android应用的内存使用,从而提升应用的性能表现。我们将从内存泄露检测、对象创建与销毁策略,以及数据结构的合理选择等方面入手,为读者提供一系列实用的优化建议。
|
9月前
|
缓存 Java Android开发
Android应用性能优化实战
【5月更文挑战第14天】 在竞争激烈的应用市场中,一个流畅、高效的应用能显著提升用户体验并增强用户黏性。本文深入探讨了针对安卓平台进行应用性能优化的策略与实践,从内存管理到多线程处理,再到布局渲染和网络请求的优化,旨在为开发者提供一套全面的优化工具箱。通过分析常见的性能瓶颈并结合最新的Android技术动态,我们不仅讨论理论,还将分享具体的代码示例和改进方法,帮助开发者在实际应用中实现性能提升。
|
9月前
|
移动开发 测试技术 Android开发
构建高效Android应用:Kotlin实践与性能优化策略
在移动开发的世界中,Android以其开放性和广泛的用户基础持续领跑。随着Kotlin成为官方推荐语言,开发更加流畅且高效的应用变得触手可及。本文将深入探讨利用Kotlin进行Android开发的最佳实践,并聚焦于如何通过代码优化、内存管理和多线程处理等手段提升应用性能。我们将透过一系列案例和分析,揭示那些看似微不足道的编程细节,实则对应用性能有着重大影响,并提出切实可行的优化建议。
104 3
|
9月前
|
缓存 前端开发 Android开发
构建高效Android应用:从设计原则到性能优化
随着移动设备成为我们日常生活不可或缺的一部分,开发一个流畅且响应迅速的Android应用变得至关重要。本文将探讨如何通过遵循Android设计原则和实施细致的性能优化策略来构建高效的Android应用程序。我们将深入分析应用架构的选择、内存管理的要点以及UI设计的优化,旨在为开发人员提供一套实用的指导方针,帮助他们提升应用的整体性能和用户体验。
|
9月前
|
监控 Java Android开发
构建高效Android应用:从内存管理到性能优化
【2月更文挑战第30天】 在移动开发领域,打造一个流畅且响应迅速的Android应用是每个开发者追求的目标。本文将深入探讨如何通过有效的内存管理和细致的性能调优来提升应用效率。我们将从分析内存泄露的根本原因出发,讨论垃圾回收机制,并探索多种内存优化策略。接着,文中将介绍多线程编程的最佳实践和UI渲染的关键技巧。最后,我们将通过一系列实用的性能测试工具和方法,帮助开发者监控、定位并解决性能瓶颈。这些技术的综合运用,将指导读者构建出更快速、更稳定、用户体验更佳的Android应用。
|
缓存 移动开发 Rust
Zellij-一个典型的 Rust程序的性能优化案例
Zellij是一款非常优秀的终端工作区和多路复用器(类似于tmux和screen),由于使用Rust语言开发,因此与Zellij与WebAssembly原生兼容。作为一款功能强大,同时又容易上手的终端复用工具,将会话(session)和窗口解耦,使得用户可以在单个窗口内运行多个虚拟终端,真正做到保持界面清爽还提高了工作效率。
|
缓存 算法 程序员
项目优化之性能优化(Unity3D)
如果一个游戏卡死了,它就没有乐趣。本文介绍了一些非常简单的性能改进,为了让玩家满意,每个Unity 开发者都应该知道这些改进。没有人期望你制作一个看起来像AAA+标题的游戏,但是它应该每秒有大量的帧。 注意:当我们谈论在FPS改进环境中,我们总是意味着计算起来很费时间(是什么使我们的CPU变得疯狂)。
|
缓存 监控 Java
JVM笔记10-性能优化之高级特性
一.垃圾回收器配置和 GC 日志分析 1.堆典型配置: 32位的操作系统限制堆大小介于1.5G到2G,64位操作系统无限制,同时系统可用虚拟内存和可用物理内存都会限制最大堆的配置。 堆空间分配典型配置:   1.-Xms:初始堆大小   2.-Xmx:最大堆大小   3.-XX:NewSize=n:设置年轻代大小   4.-XX:NewRatio=n:设置年轻代和年老代的比值。
2025 0