卡頓優(yōu)化
在了解卡頓優(yōu)化相關(guān)的前頭，首先要了解 CPU 和 GPU。
CPU（Central Processing Unit，中央處理器）
對(duì)象的創(chuàng)建和銷毀、對(duì)象屬性的調(diào)整、布局計(jì)算、文本的計(jì)算和排版、圖片的格式轉(zhuǎn)換和解碼、圖像的繪制（Core Graphics）都是通過 CPU 來做的。
GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理器）
紋理的渲染、
所要顯示的信息一般是通過 CPU 計(jì)算或者解碼，經(jīng)過 CPU 的數(shù)據(jù)交給 GPU 渲染，渲染的工作在幀緩存的地方完成，然后從幀緩存讀取數(shù)據(jù)到視頻控制器上，最終顯示在屏幕上。
在 iOS 中有雙緩存機(jī)制，有前幀緩存、后幀緩存，這樣渲染的效率很高。
屏幕成像原理
我們所看到的動(dòng)態(tài)的屏幕的成像其實(shí)和視頻一樣也是一幀一幀組成的。為了把顯示器的顯示過程和系統(tǒng)的視頻控制器進(jìn)行同步，顯示器（或者其他硬件）會(huì)用硬件時(shí)鐘產(chǎn)生一系列的定時(shí)信號(hào)。當(dāng)電子槍換到新的一行，準(zhǔn)備進(jìn)行掃描時(shí)，顯示器會(huì)發(fā)出一個(gè)水平同步信號(hào)（Horizonal Synchronization），簡(jiǎn)稱 HSync；而當(dāng)一幀畫面繪制完成后，電子槍回復(fù)到原位，準(zhǔn)備畫下一幀前，顯示器會(huì)發(fā)出一個(gè)垂直同步信號(hào)（Vertical Synchronization），簡(jiǎn)稱 VSync。顯示器通常以固定頻率進(jìn)行刷新，這個(gè)刷新率就是 VSync 信號(hào)產(chǎn)生的頻率。
卡頓現(xiàn)象
卡頓成因
前面我們知道，完成顯示信息的過程是：CPU 計(jì)算數(shù)據(jù) -> GPU 進(jìn)行渲染 -> 屏幕發(fā)出 VSync 信號(hào) -> 成像，假如屏幕已經(jīng)發(fā)出了 VSync 但 GPU 還沒有渲染完成，則只能將上一次的數(shù)據(jù)顯示出來，以致于當(dāng)前計(jì)算的幀數(shù)據(jù)丟失，這樣就產(chǎn)生了卡頓，當(dāng)前的幀數(shù)據(jù)計(jì)算好后只能等待下一個(gè)周期去渲染。
解決辦法
解決卡頓現(xiàn)象的主要思路就是：盡可能減少 CPU 和 GPU 資源的消耗。
按照 60fps 的刷幀率，每隔 16ms 就會(huì)有一次 VSync 信號(hào)產(chǎn)生。那么針對(duì) CPU 和 GPU 有以下優(yōu)化方案：
CPU
- 盡量用輕量級(jí)的對(duì)象 如：不用處理事件的 UI 控件可以考慮使用 CALayer；
-
不要頻繁地調(diào)用
UIView的相關(guān)屬性 如：frame、bounds、transform 等； - 盡量提前計(jì)算好布局，在有需要的時(shí)候一次性調(diào)整對(duì)應(yīng)屬性，不要多次修改；
Autolayout會(huì)比直接設(shè)置 frame 消耗更多的 CPU 資源；- 圖片的 size 和 UIImageView 的 size 保持一致；
- 控制線程的最大并發(fā)數(shù)量；
- 耗時(shí)操作放入子線程；如文本的尺寸計(jì)算、繪制，圖片的解碼、繪制等；
GPU
- 盡量避免短時(shí)間內(nèi)大量圖片顯示；
- GPU 能處理的最大紋理尺寸是 4096 * 4096，超過這個(gè)尺寸就會(huì)占用 CPU 資源，所以紋理不能超過這個(gè)尺寸；
- 盡量減少透視圖的數(shù)量和層次；
- 減少透明的視圖（alpha < 1），不透明的就設(shè)置 opaque 為 YES；
- 盡量避免離屏渲染；
離屏渲染
在 OpenGL 中，GPU 有兩種渲染方式：
On-Screen Rendering：當(dāng)前屏幕渲染，在當(dāng)前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作；
Off-Screen Rendering：離屏渲染，在當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)外開辟新的緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作；
離屏渲染消耗性能的原因：
離屏渲染的整個(gè)過程，需要多次切換上下文環(huán)境，先是從當(dāng)前屏幕（On-Screen）切換到離屏（Off-Screen），渲染結(jié)束后，將離屏緩沖區(qū)的渲染結(jié)果顯示到屏幕上，上下文環(huán)境從離屏切換到當(dāng)前屏幕，這個(gè)過程會(huì)造成性能的消耗。
哪些操作會(huì)觸發(fā)離屏渲染？
- 光柵化，
layer.shouldRasterize = YES - 遮罩，
layer.mask - 圓角，同時(shí)設(shè)置
layer.masksToBounds = YES，layer.cornerRadius > 0- 可以用 CoreGraphics 繪制裁剪圓角
- 陰影
- 如果設(shè)置了
layer.shadowPath不會(huì)產(chǎn)生離屏渲染
- 如果設(shè)置了
卡頓檢測(cè)
這里的卡頓檢測(cè)主要是針對(duì)在主線程執(zhí)行了耗時(shí)的操作所造成的，這樣可以通過 RunLoop 來檢測(cè)卡頓：添加 Observer 到主線程 RunLoop 中，通過監(jiān)聽 RunLoop 狀態(tài)的切換的耗時(shí)，達(dá)到監(jiān)控卡頓的目的。
耗電優(yōu)化
耗電的主要來源為：
- CPU 處理；
- 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求；
- 定位；
- 圖像渲染；
優(yōu)化思路
- 盡可能降低 CPU、GPU 功耗；
- 少用定時(shí)器；
- 優(yōu)化 I/O 操作；
- 盡量不要頻繁寫入小數(shù)據(jù)，最好一次性批量寫入；
- 讀寫大量重要數(shù)據(jù)時(shí)，可以用
dispatch_io，它提供了基于 GCD 的異步操作文件的 API，使用該 API 會(huì)優(yōu)化磁盤訪問； - 數(shù)據(jù)量大時(shí)，用數(shù)據(jù)庫(kù)管理數(shù)據(jù)；
- 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；
- 減少、壓縮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（JSON 比 XML 文件性能更高）；
- 若多次網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求結(jié)果相同，盡量使用緩存；
- 使用斷點(diǎn)續(xù)傳，否則網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時(shí)可能多次傳輸相同的內(nèi)容；
- 網(wǎng)絡(luò)不可用時(shí)，不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求；
- 讓用戶可以取消長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行或者速度很慢的網(wǎng)絡(luò)操作，設(shè)置合適的超時(shí)時(shí)間；
- 批量傳輸，如下載視頻，不要傳輸很小的數(shù)據(jù)包，直接下載整個(gè)文件或者大塊下載，然后慢慢展示；
- 定位優(yōu)化；
- 如果只是需要快速確定用戶位置，用
CLLocationManager的requestLocation方法定位，定位完成后，定位硬件會(huì)自動(dòng)斷電； - 若不是導(dǎo)航應(yīng)用，盡量不要實(shí)時(shí)更新位置，并為完畢就關(guān)掉定位服務(wù)；
- 盡量降低定位精度，如不要使用精度最高的
KCLLocationAccuracyBest； - 需要后臺(tái)定位時(shí)，盡量設(shè)置
pausesLocationUpdatesAutomatically為 YES，若用戶不怎么移動(dòng)的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自暫停位置更新；
- 如果只是需要快速確定用戶位置，用
啟動(dòng)優(yōu)化
App 的啟動(dòng)分為兩種：冷啟動(dòng)（Cold Launch） 和熱啟動(dòng)（Warm Launch）。
前者表示從零開始啟動(dòng) App，后者表示 App 已經(jīng)存在內(nèi)存中，在后臺(tái)依然活著，再次點(diǎn)擊圖標(biāo)啟動(dòng) App。
App 啟動(dòng)的優(yōu)化主要是針對(duì)冷啟動(dòng)的優(yōu)化，通過添加環(huán)境變量可以打印出 App 的啟動(dòng)時(shí)間分析：Edit Scheme -> Run -> Arguments -> Environment Variables 添加 DYLD_PRINT_STATISTICS 設(shè)置為 1。
運(yùn)行程序則會(huì)打印：
這里打印的是在執(zhí)行 main 函數(shù)之前的耗時(shí)信息，若想打印更詳細(xì)的信息則添加環(huán)境變量為：
DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS 設(shè)置為 1。
App 冷啟動(dòng)
冷啟動(dòng)可分為三個(gè)階段：dyld 階段、Runtime 階段、main 階段。
第一個(gè)階段就是處理程序的鏡像的階段，第二個(gè)階段是加載本程序的類、分類信息等等的 Runtime 階段，最后是調(diào)用 main 函數(shù)階段。
dyld
dyld（Dynamic Link Editor），Apple 的動(dòng)態(tài)鏈接器，可以用來裝載 Mach-O 文件（可執(zhí)行文件、動(dòng)態(tài)庫(kù)等）。
啟動(dòng) App 時(shí)，dyld 會(huì)裝載 App 的可執(zhí)行文件，同時(shí)會(huì)遞歸加載所有依賴的動(dòng)態(tài)庫(kù)，當(dāng) dyld 把可執(zhí)行文件、動(dòng)態(tài)庫(kù)都裝載完畢后，會(huì)通知 Runtime 進(jìn)行做下一步的處理。
Runtime
啟動(dòng) App 時(shí)，調(diào)用 map_images 進(jìn)行可執(zhí)行文件的內(nèi)容解析和處理，再 load_images 中調(diào)用 call_load_methods 調(diào)用所有 Class 和 Category 的 load 方法，然后進(jìn)行 objc 結(jié)構(gòu)的初始化（注冊(cè)類、初始化類對(duì)象等）。然后調(diào)用 C++ 靜態(tài)初始化器和 __attribute_((constructor))修飾的函數(shù)，到此為止，可執(zhí)行文件的和動(dòng)態(tài)庫(kù)中所有的符號(hào)（類、協(xié)議、方法等）都已經(jīng)按照格式加載到內(nèi)存中，被 Runtime 管理。
main
在 Runtime 階段完成后，dyld 會(huì)調(diào)用 main 函數(shù)，接下來是 UIApplication 函數(shù)，AppDelegate 的 application: didFinishLaunchingWithOptions: 函數(shù)。
啟動(dòng)優(yōu)化思路
針對(duì)不同的階段，有不同的優(yōu)化思路：
dyld
- 減少動(dòng)態(tài)庫(kù)、合并動(dòng)態(tài)庫(kù)，定期清理不必要的動(dòng)態(tài)庫(kù)；
- 減少類、分類的數(shù)量，減少 Selector 的數(shù)量，定期清理不必要的類、分類；
- 減少 C++ 虛函數(shù)數(shù)量；
- Swift 開發(fā)盡量使用 struct；
虛函數(shù)和 Java 中的抽象函數(shù)有點(diǎn)類似，但區(qū)別是，基類定義的虛函數(shù)，子類可以實(shí)現(xiàn)也可以不實(shí)現(xiàn)，而抽象函數(shù)子類一定要實(shí)現(xiàn)。
Runtime
- 用
inilialize方法和dispatch_once取代所有的__attribute_((constructor))、C++ 靜態(tài)構(gòu)造器、以及 Objective-C 中的load方法；
main
- 將一些耗時(shí)操作延遲執(zhí)行，不要全部都放在
finishLaunching方法中；
安裝包瘦身
安裝包（ipa）主要由可執(zhí)行文件和資源文件組成，若不管理妥善則會(huì)造成安裝包體積越來越大，所以針對(duì)資源優(yōu)化我們可以將資源采取無損壓縮，去除沒用的資源。
對(duì)于可執(zhí)行文件的瘦身，我們可以：
-
從編譯器層面優(yōu)化
- Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default 設(shè)置為 YES；
- 去掉異常支持，Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions 設(shè)置為 NO，Other C Flags 添加
-fno-exceptions； - 利用 AppCode，檢測(cè)未使用代碼檢測(cè)：菜單欄 -> Code -> Inspect Code；
- 編寫 LLVM 插件檢測(cè)重復(fù)代碼、未調(diào)用代碼；
- 通過生成 LinkMap 文件檢測(cè)；
LinkMap
Build Setting -> LD_MAP_FILE_PATH: 設(shè)置文件路徑 ，Build Setting -> LD_GENERSTE_MAP_FILE -> YES
image運(yùn)行程序可看到：
image打開可看見各種信息：
image我們可根據(jù)這個(gè)信息針對(duì)某個(gè)類進(jìn)行優(yōu)化。
寫的真的很不錯(cuò)
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