iOS 啟動優化(二)-二進制重排篇

啟動優化(一)-理論篇
啟動優化(二)-二進制重排篇
啟動優化(三)-編譯期插樁篇
啟動優化(四)-生成 Order File

二進制重排的效果

把所有啟動需要使用到的符號全部放在前面的頁碼,從而減少Page Fault的次數,最后達到減少啟動時消耗的時間。

能減少Page Fault次數的原因:
把啟動階段所需要的符號都擠放在最前面的同一個/幾個page,這樣在啟動時候所需要加載的page的個數減少了,從而達到減少Page Fault次數。

重排目的

二進制重排就是為了減少啟動時的缺頁異常Page Fault從而減少啟動時間(相關概念請看理論篇)

二進制重排前.png

二進制重排后.png

查看 Page Fault

打開Instruments: 快捷鍵 command+i


打開Instruments.png
選擇System Trace.png
啟動應用并檢測.png
啟動完成后停止.png
查看輸出結果.png

當代碼多起來的話,Page Fault的數量和加載耗時都會隨著代碼增加而增加。并且雙擊還能看到Page Fault堆棧

二進制重排可以很好優化這個問題,其中心思想是重新排列 方法符號的順序, 使啟動的相關方法排在最前面從而減少啟動Page Fault的數量。

我們先來看看原來的符號順序,這需要用到 鏈接映射文件 Link Map File。

Link Map File 里可以看到方法符號的排序。知道了原來的符號排序,開發者怎么去設置自己想要的順序呢?

order_file

Xcode提供了排列符號的設置給開發者,設置 order_file 即可。蘋果也一直身體力行,objc 源碼就采用了二進制重排優化。

objc源碼 下載好,把源碼根目錄的libobjc.order復制到根目錄改名為link.order文件,這里面就是方法符號的排序

生成link.order的文件.png

Target -> Build Setting -> Linking -> Order File 設置 order file 的路徑: $(SRCROOT)/link.order

配置link.order路徑.png
編寫order_file

不知道怎么編寫order?我們可以參照 objc源碼 里的order編寫

image.png
objc源碼中的order編寫.png
打開order.png

Link Map File 現實原來是先加載-[AppDelegate application:didFinishLaunchingWithOptions:] 后加載 -[ViewController viewDidLoad]

Link Map File的Symbols 部分.png

編寫一下link.order

編寫link.order.png

然后command+shift+K,再command+B重新編譯一下,再查看一下 Link Map File,順序已經換過來了

image.png

手動寫入容易出錯,比如手填兩個不存在的方法,也一樣編譯通過,并且Link Map File并不會添加這兩個不存在錯誤的方法

image.png
自動生成order_file

全手寫一定是不可取的,想實現自動化就要解決下列問題:
1.保證不遺漏方法
2.保證方法符號正確
3.保證方法符號順序正確

解決方案可見抖音團隊分享
使用的是 靜態掃描+運行時trace的方案, 能夠覆蓋到80%~90%的符號。但是上述的方法也存在性能瓶頸
1.initialize hook不到
2.部分block hook不到
3.C++通過寄存器的間接函數調用靜態掃描不出來

解決以上問題:編譯期插樁

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