iOS优化相关学习

unityloverz

屏幕卡顿

CPU和GPU


CPU(Centeral 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

CPU 和 GPU 工作原理

CPU --计算–>GPU–渲染–>帧缓存–读取–>视频控制器–显示–>屏幕

iOS中是双缓存机制，有前帧缓存，后帧缓存
卡顿产生的原因


CPU处理渲染成像还未完成，GPU垂直同步信号VSync已经到达。因此GPU只能展示上一帧的画面，导致丢帧。
解决卡顿的主要思路

尽可能减少CPU、GPU资源损耗

按照60FPS的刷新帧率，每隔16ms就会有一次VSync信号

卡顿优化 - CPU

尽量用轻量级的对象，例如不需要响应事件处理的地方，考虑用CALayer替换UIView

不要去频繁的调整UIView的相关属性，例如frame、bounds、transform等

尽量提前计算布局，在有需要的的时候一次性调整，不要多次修改属性

AutoLayout会比直接设置frame消耗更多CPU资源

图片的size最好刚好与UIimageView的size保持一致

使用多线程时，控制线程的最大并发量

尽量吧耗时的操作，放在子线程操作

文本处理（尺寸计算、绘制）

[@"text" boundingRectWithSize:CGSizeMake(100,MAXFLOAT)] options:NSStringDrawingUsesLineFragmentOrigin attributes:nil context:nil];

图片处理（解码、绘制）

    UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] init];    imageView.frame = CGRectMake(100, 100, 100, 100);    [imageView setImage:[UIImage imageNamed:@"xxxx"]];    [self.view addSubview:imageView];
[imageView setImage:[UIImage imageNamed:@"xxxx"]];
- (void)image{    UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] init];    imageView.frame = CGRectMake(100, 100, 100, 56);    [self.view addSubview:imageView];    self.imageView = imageView;      dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{        // 获取CGImage        CGImageRef cgImage = [UIImage imageNamed:@"***"].CGImage;          // alphaInfo        CGImageAlphaInfo alphaInfo = CGImageGetAlphaInfo(cgImage) & kCGBitmapAlphaInfoMask;        BOOL hasAlpha = NO;        if (alphaInfo == kCGImageAlphaPremultipliedLast ||            alphaInfo == kCGImageAlphaPremultipliedFirst ||            alphaInfo == kCGImageAlphaLast ||            alphaInfo == kCGImageAlphaFirst) {            hasAlpha = YES;        }          // bitmapInfo        CGBitmapInfo bitmapInfo = kCGBitmapByteOrder32Host;        bitmapInfo |= hasAlpha ? kCGImageAlphaPremultipliedFirst : kCGImageAlphaNoneSkipFirst;          // size        size_t width = CGImageGetWidth(cgImage);        size_t height = CGImageGetHeight(cgImage);          // context 解码        CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(NULL, width, height, 8, 0, CGColorSpaceCreateDeviceRGB(), bitmapInfo);          // draw        CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, width, height), cgImage);          // get CGImage        cgImage = CGBitmapContextCreateImage(context);          // into UIImage        UIImage *newImage = [UIImage imageWithCGImage:cgImage];          // release        CGContextRelease(context);        CGImageRelease(cgImage);         // back to the main thread        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{            self.imageView.image = newImage;        });    });}优化卡顿 - GPU


由于GPU主要负责纹理的渲染所以我们优化的角度一般从图片图形开始

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4096*4096，一旦超过这个尺寸，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

/**在OpenGL中，GPU有2种渲染模式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*/// 触发离屏渲染的操作// 光栅化self.view.layer.shouldRasterize = YES;// 遮罩self.view.layer.mask/** 圆角，同时设置layer.maskToBounds = 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*/self.view.layer.maskToBounds = YES;self.view.layer.cornerRadius= 10;/**阴影layer.shadowXXX 如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染了，不设置默认是环绕layer添加的*/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阻塞了主线程造成的

• 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
  
  
  image.png
  
  
  主线程大部分的操作（比如点击事件的处理、view的绘制计算等等）都是在source0和source1之间，所以我们只要监控下结束休眠处理source1一直到绕回来处理source0这种所消耗的时间
  LXDAppFluecyMonitor 卡顿检测工具（发现卡顿并且在控制台有输出监测到导致卡顿的方法调用栈）
  

耗电优化

尽可能降低CPU、GPU功耗

少用定时器Timer

优化I/O操作

尽量不要频繁的使用小数据，最好一次性批量写入读写大量重要数据时，考虑使用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（数据格式使用JSON，体积就会减少很多。还有现在有很多公司在用protocol buffers更小更快更简单）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的下载。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，一次性下载多封，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的位置，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

启动优化

• 启动分为两种：
  
  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
  
  
  
• APP启动时间的优化
  
  
  Xcode提供给我们一种分析启动时间的方式
  
  
  
  image.png
  
  
  如果需要更详细的信息，那就将DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS设置为1total time在400~500ms之间就相对来说是比较正常的
  
  
  
• APP冷启动阶段可以概括为3大阶段
  
  dyldruntime
  
  • main函数
    main函数之前所做的：
    
  
  

image.png

第一阶段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

第二阶段 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

第三阶段 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

优化方案

• 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++虚函数的数量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
  
  
  
• 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
  
  
  

安装包瘦身

• 资源（图片、音频、视频等)
  
  采取无损压缩: TinyPng、Squoosh去除没用到的资源:LSUnusedResources
  
  
  
• 可执行文件瘦身
  
  
  
  • 编译器优化
    
    设置 Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES（如果项目比较新的话，xcode这些设置是默认为YES的）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（收费，可试用30天）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LinkMap:生成LinkMap文件，可以查看可执行文件的具体组成