OC 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

       

       

      CPU和GPU的机制图

    • 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

     

     

    屏幕成像原理

  • 1.3、卡顿产生的原因

     

     

    卡顿产生的原因:CPU与GPU的消耗时间太长

    • 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

     

    耗电的主要来源

     

    • 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

         

        DYLD_PRINT_STATISTICS 大概的耗时统计

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

         

        更详细的信息

    • 5.3、APP的冷启动可以概括为3大阶段

       

       

      APP的冷启动可以概括为3大阶段

      • 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

           

          initialize取代initload方法

      • 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

         

        CPU&GPU

         

         

        利用LSUnusedResources检测没有使用的资源

    • 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

           

          编译器优化

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

           

          Enable C++ Exceptions

        • (3)利用 AppCode 检测未使用的代码:菜单栏 ->Code->InspectCode
          • AppCode 使用以及注册说明,下载以后使用注册码注册,AppCode2018.2安装(破解) Mac , AppCode2018 注册码获取

             

            AppCode破解后

          • AppCode 的使用

             

            AppCode来检测未使用类和属性

        • (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)

           

          LinkMap


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

           

          CPU&GPU-LinkMap-normal-x86_64.txt

        • 分析LinkMap文件

           

           

          分析LinkMap文件

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

           

          解析LinkMap文件

  • 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?



作者:IIronMan
链接:https://www.jianshu.com/p/c51106cbea05
来源:简书
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

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