iOS - 性能优化

CPU和GPU

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,*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

在iOS中式双缓冲机制，有前帧缓存，后帧缓存

屏幕成像原理

卡顿产生的原因

垂直同步信号过来，CPU/GPU还没有渲染完成，这将会导致出现卡顿的现象。

卡顿优化 - CPU

1、尽量使用轻量级的对象，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、控制下线程的最大并发数量
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】）

卡顿优化 - GPU

1、尽量避免短时间大量图片的显示，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
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：
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：
1、需要创建新的缓冲区
2、离屏渲染的整个过程，需要多长切换上下文环境，先是从当前屏幕切换到离屏；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
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

耗电优化

1、尽量减少CPU、GPU功耗
2、少用定时器
3、优惠I/O操作
a.尽量不要频繁写入小数据，最好批量一次性写入
b.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
c.数据量比较大的，建议使用数据库（比如SQLite，CoreData）
4、网络优化
a.减少、压缩网络数据
b.如果多次请求的结果是相同的，尽量使用缓存
c.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
d.网络不可用时，不要尝试网络请求
e.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
f.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，不要一封一封下载。
5、定位优化移动的
a.如果只是需要快速定位用户位置，最好用CLLocationManager的requestLocation方法。定位完成后，会自动让定位硬件断电
b.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
c.尽量降低定位精度，比如尽量不要使用精度最高的kCllocationAccuracyBest
d.需要后台定位时，尽量设置pausesLocationUpdatesAutomaticall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

App启动

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

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（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

+ (void)load;
_attribute((constructor)) void text(){}

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，同时还递归加载所有依赖的动态库
当dyld把可执行文件，动态库都装载完成后，会通知Runtime进行下一步处理

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）
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所有的符号（Class、Protocol、Selector、IMP、…）都已经按格式加载到内存中，被runtime所管理

Main

App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

APP启动优化

dyld阶段：
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
Switf尽量使用Struct

runtime阶段：
用+initialize方法和dispatch_once取代所有的_attribute((constructor))、C++静态构造函数、Objc的+load

main阶段：
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application：didFinishLaunchingWithOptions方法中
按需加载

安装包瘦身

安装包（IPA）主要由可执行文件，资源组成
资源（图片、音频、视频等）
采用无损压缩
去除没有用到的资源

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 Flag添加-fno-exceptions

利用AppCode检测未使用的代码
编写LLVM插件检测出重复代码，位被调用代码