APP性能优化

简介: APP性能优化分:卡顿处理、耗电处理、安装包瘦身、APP启动四大方面。

1、卡顿处理


1.1、卡顿分析

APP导致卡顿,最终可以归结为:CPU和GPU处理不及时导致的:


1、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)。

2、GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器):纹理的渲染。


1、屏幕渲染逻辑:

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在iOS中是双缓冲机制,有前帧缓存、后帧缓存。


2、APP屏幕成像原理:

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3、卡顿产生的原因:

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卡顿解决的主要思路:


1、尽可能减少CPU、GPU资源消耗。

2、按照60FPS的刷帧率,每隔16ms就会有一次VSync信号。


1.2、卡顿优化

1、CPU 优化

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、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。

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。

4、Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源。

5、图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致。

6、控制一下线程的最大并发数量。

7、尽量把耗时的操作放到子线程。


1、文本处理(尺寸计算、绘制)

2、图片处理(解码、绘制)


2、GPU 优化


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。

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、尽量减少视图数量和层次。

4、减少透明的视图(alpha<1),不透明的就设置opaque为YES。

5、尽量避免出现离屏渲染。


离屏渲染

在OpenGL中,GPU有2种渲染方式:


1、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。

2、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。


1、离屏渲染消耗性能的原因

1、需要创建新的缓冲区。

2、离屏渲染的整个过程,需要多次切换上下文环境。


1、先是从当前屏幕(On-Screen)切换到离屏(Off-Screen)。

2、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。

3、又需要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕。


2、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。


1.3、卡顿检测

1、平时所说的“卡顿”主要是因为在主线程执行了比较耗时的操作。

2、可以添加Observer到主线程RunLoop中,通过监听RunLoop状态切换的耗时,以达到监控卡顿的目的。


2、耗电处理


2.1、好点主要来源d82bab4d97b94a9a810a86254830152c.png

1、CPU处理,Processing

2、网络,Networking

3、定位,Location

4、图像,Graphics


2.2、耗电优化

1、少用定时器。

2、尽可能降低CPU、GPU功耗。

3、网络优化


1、减少、压缩网络数据。

2、如果多次请求的结果是相同的,尽量使用缓存。

3、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。

4、网络不可用时,不要尝试执行网络请求。

5、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。

6、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。


4、定位优化


1、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。

2、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。

3、尽量降低定位精度,比如尽量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest。

4、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。

5、尽量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges,优先考虑startMonitoringForRegion:。


5、优化I/O操作


1、尽量不要频繁写入小数据,最好批量一次性写入。

2、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。

3、数据量比较大的,建议使用数据库(比如SQLite、CoreData)。


6、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。


3、安装包瘦身


1、安装包(IPA)主要由可执行文件、资源组成

2、资源(图片、音频、视频等)


1、采取无损压缩

2、去除没有用到的资源: https://github.com/tinymind/LSUnusedResources


3、可执行文件瘦身


1、编译器优化


1、Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES。

2、去掉异常支持,Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions设置为NO, Other C Flags添加-fno-exceptions。


2、利用AppCode(https://www.jetbrains.com/objc/)检测未使用的代码:菜单栏 -> Code -> Inspect Code。

3、编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码。

4、LinkMap: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: https://github.com/huanxsd/LinkMap


4、APP的启动

4.1、APP启动分类

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。


4.2、APP启动时间分析

注意:这里所说的APP启动时间的分析,主要是针对冷启动进行分析和优化。

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


APP的冷启动可以概括为3大阶段


1、dyld

2、runtime

3、main


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4.2.1、dyld 阶段

1、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)。

2、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。


4.2.2、runtime 阶段

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)

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。


4.2.3、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


4.3、APP启动优化

1、dyld


1、减少动态库、合并一些动态库(定期清理不必要的动态库)。

2、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)。

3、减少C++虚函数数量。

4、Swift尽量使用struct。


2、runtime


1、用+initialize方法和dispatch_once取代所有的__attribute__((constructor))、C++静态构造器、ObjC的+load。


3、main


1、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。

2、按需加载。


5、问答拓展


1、你在项目中是怎么优化内存的?

2、优化你是从哪几方面着手?

3、列表卡顿的原因可能有哪些?你平时是怎么优化的?

4、遇到tableView卡顿嘛?会造成卡顿的原因大致有哪些?


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