iOS性能优化

性能优化是每一个iOS开发者不可避免的一个话题，一个APP的流畅性决定了用户的体验及留存，本人结合个人经验以及在最近做过的性能优化方面的经验整理(一直没时间整理输出)

提到性能优化，其实网络上有很多类似的文章，大概也就是针对UITableView、视图层级、线程、图片等方面，那么关于性能优化，最根本的底层原理是什么呢？以及应该如何去监控呢？

一：

iOS渲染原理

提到iOS的渲染，需要了解CPU+GPU

iOS的渲染是通过CPU+GPU交互配合来完成的

CPU负责布局的计算、图片解码、复杂文本的绘制等等

GPU负责渲染

iOS显示到屏幕上需要固定的格式，只有经过GPU渲染过的数据才能显示在屏幕上；GPU将渲染过的数据存入到帧缓存区，视图显示器从帧缓存区读取内容，显示到屏幕上；

此处有两个关键点需要明白：

1、iOS采用双缓存机制，前向帧缓存、后向帧缓存，所以渲染效率速度快

2、在显示数据到屏幕上，首先会发送垂直同步信号(VSync),每当发送一个VSync就意味着要开始一帧的渲染工作，然后再发送水平同步信号(HSync)，水平同步信号意味着一行一行显示数据，直到当前当前屏幕填充完成；如果一帧的数据渲染完，那么接着再次发送VSync，以此循环

帧渲染

二：

卡顿原因：

CPU计算和GPU渲染都是需要时间的，如果在当前VSync到来之即，需要显示的数据还没有处理好，那么就是显示上一帧的数据，导致当前帧的丢失，即所谓的丢帧情况，而造成卡顿；

知道了具体原因，那么如何去处理呢：

1、Apple官方推荐渲染帧率为60Hz，即1s内屏幕刷新60次，1000/60==16.66，即如果每一个runloop能再16.66ms内处理完成数据，那么就不会出现卡顿的情况

2、降低CPU和GPU的资源消耗，缩短CPU和GPU的处理时间

三：

优化：

1、减少视图的层级关系，减少CPU的计算压力及GPU的重绘(GPU的填充比率是有限的)

2、尽量使用轻量级的组建，在不涉及交互的情况下，使用CALayer来替代UIView

3、减少动态修改视图的frame，bounds，transform等属性，修改属性就会涉及到重新渲染

4、尽量提前计算好布局，在需要的时候一次性调整布局，不要局部调整

5、AutoLayout的使用会比直接设置frame消耗更多的资源

6、UIImage的大小最好与UIImageView的大小一致，避免因为不必要的计算而消耗CPU资源

7、尽量把耗时的任务放入到后台（文本的处理、图片的处理）

    文本处理（属性计算、绘制）

    图片处理（解码、绘制）

四：

如何检测性能卡顿：

分两种情况监测（本地与线上监测）

1、使用XCode+真机，使用Instraments工具CoreAnimation查看帧率相关性能指标或者XCode->Debug->View Debuging->Render->...  查看混合图层、离屏渲染、光栅化等指标

2、结合runloop运用原理，可以了解到每个runloop都是在kFRunloopBeforeSource与kCFRunloopAfterWaiting之间，可以添加observer在主线程的runloop中，用来监控主线程runloop的运行情况（监控runloop状态切换的耗时），如果超过一定的阀值，那么就抓取当前堆栈信息，上传服务器，通过分析符号化文件找出造成卡顿的相关代码 可参考此文章：Runloop卡顿监控