iOS 优化方案
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一、性能优化基本方案
1、卡顿原因以及避免方案
2、耗电优化
3、启动优化
4、安装包瘦身
二、卡顿优化原因以及避免方案
1、CPU 、GPU介绍
成像过程CPU和GPU起着至关重要的作用
- CPU (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、图片的格式转码及解码、图像的绘制（Core Graphics）
- GPU（图形处理器）：纹理的渲染
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如上图CPU、GPU通过总线连接，通过CPU进行绘图，将位图经由总线在合适的时机给GPU，GPU做位图的纹理渲染和合成，再放到帧缓冲区域(Frame Buffer)中， 由视频控制器根据VSync信号在帧缓冲区域中提取屏幕显示内容，在iOS中是双缓冲机制，有前帧缓存、后帧缓存
2、屏幕成像原理
每一次VSync信号就代表一帧
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这样，我们就能大概知道为什么会出现卡顿现象了
3、卡顿产生的原因
（1）苹果的手机刷帧率是60FPS，也就是16.7ms就会有一次VSync信号，刷新一次页面
（2）如果CPU、GPU处理时间过长，导致VSync信号到来之前CPU和GPU无法完成下一帧画面的合成，就会使用上一帧的画面，等待下一帧的到来
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VSync信号到来之前CPU和GPU无法完成下一帧画面的合成，就会造成肉眼可见的卡顿
4、卡顿的优化
从上面已经了解了造成卡顿的原因，即CPU和GPU的处理
（1） CPU层面优化
- 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
- 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
- Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源
- 图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致
- 控制一下线程的最大并发数量
- 尽量把耗时的操作放到子线程 如：文本处理(尺寸计算、绘制)、图片处理(编码、解码)
（2）GPU层面优化
- 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
- 尽量减少视图数量和层次
- 减少透明的视图（alpha<1），不透明的就设置opaque为YES
- 尽量避免出现离屏渲染
5、离屏渲染
上面GPU优化中提到了离屏渲染，介绍一下其为何会消耗性能及如何避免的方式
（1） 什么是离屏渲染
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
（2）离屏渲染为何会消耗性能？
- 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
（3）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 > 0，解决办法：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
6、卡顿检测
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，因此添加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
三、耗电优化
1、耗电的主要来源
（1）CPU处理 Processing
（2）网络 Networking
（3）定位 Location
（4）图像 Graphics
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2、耗电优化解决方案
（1）CPU层面的优化
- 尽可能降低CPU、GPU功耗（前一节已经讲述）
- 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(SQLite、CoreData)
（2）Networking层面的优化
- 减少、压缩网络数据 (json 、procotol buffer)
- 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
（3）Location层面优化
- 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:
（4）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
四、启动优化
1、App的启动
（1）App的启动分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
（2）下面，App启动优化，主要是针对冷启动进行优化
如何检测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
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2、App的冷启动三个阶段
APP的冷启动可以概括为3大阶段，分别是dyld、runtime、main
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冷启动三个阶段
（1）APP的启动 - dyld
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：
- 装载APP的可执行文件，同时会递归加载所有依赖的动态库
- 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
（2）APP的启动 - runtime，启动APP时，runtime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
（3）APP的启动 - main
总结一下：
- 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，AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法
3、APP的启动优化方案
按照不同的阶段，做不同的优化
（1）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
（2）runtime
- 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
- 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
五、安装包瘦身
1、安装包组成：安装包（IPA）主要由资源、可执行文件组成
（1）资源（图片、音频、视频等）
- 采取无损压缩
- 去除没有用到的资源
（2）可执行文件瘦身：编译器优化
- Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES
- 去掉异常支持，Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions设置为NO， Other C Flags添加-fno-exceptions
- 利用AppCode 检测未使用的代码：菜单栏 -> Code -> Inspect Code
- 编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码
2、LinkMap
（2）生成LinkMap文件，可以查看可执行文件的具体组成
（2）可借助第三方工具解析 LinkMap文件
