IOS性能优化篇

ゝ一世哀愁。 2022-04-08 08:15 431阅读 0赞

![Image 1][]

图片

好的应用应该有好的性能流畅度，本篇文章就大概讲一下IOS性能优化。

### 先来谈谈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，中央处理器）就是机器的“大脑”，也是布局谋略，发号施令，控制行动的“总司令官”。
 *  CPU的结构主要包括运算器（ALU，算术逻辑单元），控制单元（CU，控制单元），寄存器（寄存器），高速缓存器（缓存）和它们之间通讯的数据，控制及状态的总线。
 *  GPU全称为图形处理单元，中文为图形处理器，就如它的名字一样，GPU最初是用在个人电脑，工作站，游戏机和一些移动设备（如平板电脑，智能手机等）上运行绘图运算工作的微处理器。
 *  为什么GPU特别擅长处理图像数据呢？这是因为图像上的每一个像素点都有被处理的需要，而且每个像素点处理的过程和方式都十分相似，也就成了GPU的天然温床。

![Image 1][]

图片

在的iOS中是双缓冲机制，有前帧缓存，后帧缓存，即GPU会预先渲染好一帧放入一个缓冲区内（前帧缓存），让视频控制器读取，当下一帧渲染好后，GPU会直接把视频控制器的指针指向第二个缓冲器（后帧缓存）。当你视频控制器已经读完一帧，准备读下一帧的时候，GPU会等待显示器的垂直同步信号发出后，前帧缓存和后帧缓存会瞬间切换，后帧缓存会变成新的前帧缓存，同时旧的前帧缓存会变成新的后帧缓存。

### 屏幕成像原理 ###

![Image 1][]

图片

### 卡顿产生的原因 ###

![Image 1][]

图片

在同步信号到来后，系统图形服务会通过CADisplayLink等机制通知应用程序，应用程序主线程开始在CPU中计算显示内容，比如视图的创建，布局计算，图片解码，文本绘制等。随后CPU会将计算好的内容提交到GPU去，由GPU进行交换，合成，渲染。随后GPU会把渲染结果提交到帧缓冲区，等待下一次的VSync信号（垂直同步信号）到来时显示到屏幕上。由于垂直同步机制，如果在一个垂直同步时间内，CPU或者GPU没有完成内容提交，则那一帧就会被丢弃，等待下一次机会再显示，而这时显示屏因为没有新的刷新，会保留之前的内容不变。这就造成了卡顿。

*  按照60FPS的刷帧率，每隔16毫秒就会有一次垂直同步信号

### 卡顿优化-CPU ###

*  尽量用轻量级的对象，比如用不到事件处理的地方，可以考虑使用的CALayer取代的UIView
 *  不要频繁地调用的UIView的相关属性，比如帧，边界，变换等属性，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
 *  自动布局会比直接设置帧消耗更多的CPU资源
 *  图片的大小最好刚好跟的UIImageView的大小保持一致
 *  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

### 卡顿优化-GPU ###

*  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
 *  尽量减少视图数量和层次
 *  减少透明的视图（阿尔法<1），不透明的就设置不透明为YES
 *  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1.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  
    2.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，需要多次切换上下文环境，先是从当前屏幕（屏幕）切换到离屏（屏幕外）;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？  
    1.光栅化，layer.shouldRasterize = YES   
    2.遮罩，layer.mask   
    3.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  
    4.阴影，layer.shadowXXX   
    如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染

### 耗电优化 ###

耗电的主要来源？

![Image 1][]

图片

*  CPU处理，处理
 *  网络，网络
 *  定位，定位
 *  图像，图形

1.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：

### APP启动优化 ###

先来看应用程序启动流程

APP的启动可以分为2种

1，冷启动（Cold Launch）：从零开始启动APP   
2，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（编辑方案 - >运行 - >参数）  
    1，DYLD\_PRINT\_STATISTICS设置为1   
    2，如果需要更详细的信息，那就将DYLD\_PRINT\_STATISTICS\_DETAILS设置为1

APP的冷启动概括为三大阶段

*  `dyld`，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，会通知运行时进行下一步的处理
 *  `runtime`  
    `启动APP时，runtime所做的事情有`  
    1.调用map\_images进行可执行文件内容的解析和处理  
    2.在load\_images中调用call\_load\_methods，调用所有类和类的+加载方法  
    3.进行各种objc结构的初始化（注册Objc类，初始化类对象等等）  
    4.调用C ++静态初始化器和**属性**（（构造函数））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，被运动所所管理
 *  `main`  
    1.APP的启动由dyld的主导，将可执行文件加载到内存，顺便加载所有依赖的动态库  
    2.并由运行时负责加载成objc定义的结构  
    3.所有初始化工作结束后，使dyld就会调用主函数  
    4.接下来就是UIApplicationMain函数，AppDelegate中的应用中：didFinishLaunchingWithOptions：方法

![Image 1][]

图片

优化方案

一，使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，减少选择器数量（定期清理不必要的类，分类）
 *  减少C ++虚函数数量
 *  斯威夫特尽量使用结构

二，运行时间

用+初始化方法和dispatch\_once取代所有的**属性**（（构造函数）），C ++静态构造器，ObjC的+加载

三，主

*  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

后面会分享自己的优化过程

>  *  请关注：[https][]：[//github.com/sallenhandong][https]
>  *  资料来源：slimsallen.com/\#/detail/iosperformance.md

作者：slimsallen   
链接：HTTPS：//www.jianshu.com/p/46da426b130c   
来源：书繁简  
繁简书著作权归作者所有，任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。