app优化篇

Time Profiler分析原理：它按照固定的时间间隔来跟踪每一个线程的堆栈信息，通过统计比较时间间隔之间的堆栈状态，来推算某个方法执行了多久，并获得一个近似值。

平常采用instrument中的core animation进行性能检测

着重优化点：

1、图层的混合："Color Blended Layers"正是用于检测哪里发生了图层混合，并用红色标记出来。

　　控件不要设置透明度，默认值opaque = true，记得设置控件的backgroundColor。确保UIImage没有alpha通道。

2、光栅化：Color Hits Green and Misses Red”，它表示如果命中缓存则显示为绿色，否则显示为红色

　　将一个layer预先渲染成位图(bitmap)，然后加入缓存中。如果对于阴影效果这样比较消耗资源的静态内容进行缓存，可以得到一定幅度的性能提升。

　　光栅化仅适用于较复杂的、静态的效果。

3、正确的图片格式：比如png，jpeg。从网络下载的图片，而GPU恰好不支持这个格式，这就需要CPU预先进行格式转化。“Color Copied Images”就用来检测这种实时的格式转化，如果有则会将图片标记为蓝色。

4、正确的图片尺寸：“Color Misaligned Images”。它表示如果图片需要缩放则标记为黄色，如果没有像素对齐则标记为紫色。

5、离屏渲染：“Color Offscreen-Rendered Yellow”会把需要离屏渲染的地方标记为黄色。

6、手动进行图片解码：采用异步绘制，在display中进行图片的解码操作，主要使用bitmap和colorspace等手段。

7、尤其在scrollview中避免使用xib：直接从代码创建和读文件创建，肯定读文件要慢很多，

8、尤其在复杂视图中不使用autolayout：增加cpu的计算任务

9、采用coretext代替label：label需要计算他的size，进行布局

10、避免动态创建视图：懒加载，设置hidden属性

11、必要时layer代替view：

12、复杂视图必要时合为一张图片处理：

13、异步操作db，计算等工作

14、通知，VoIP，定位，蓝牙等都会使设备从 Standby 状态唤起

15、imageNamed: 与 imageWithContentsOfFile:的差异

16、少用NSDateFormatter

17、不要随意使用 NSLog()

18、[NSFileManager attributesOfItemAtPath:error:] 会浪费大量时间读取可能根本不需要的附加属性：

#import <sys/stat.h>
struct stat statbuf;
const char *cpath = [filePath fileSystemRepresentation];
if (cpath && stat(cpath, &statbuf) == ) {
    NSNumber *fileSize = [NSNumber numberWithUnsignedLongLong:statbuf.st_size];
    NSDate *modificationDate = [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:statbuf.st_mtime];
    NSDate *creationDate = [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:statbuf.st_ctime];
    // etc
}

19、内存泄漏工具：MLeakFinder

20、尽量少使用定时器：会频繁唤醒runloop执行任务

21、异步绘制：VVeboTableViewDemo ：异步计算空间frame，将不交互的空间绘制到一张图片中

21、tableview方面：

　　高度缓存：预先layout、或者UITableView-FDTemplateLayoutCell

　　cell中不要使用drawRect绘制图片，改用CALayer的-drawInContext:Core Animation将会为这个图层申请一个后备存储，用来保存那些方法绘制进来的位图。那些方法内的代码将会运行在 CPU上，结果将会被上传到GPU。

　　按需加载：VVeboTableViewDemo : 监听runloop的default模式，预加载指定行的样式

 

 

离屏渲染：

真正的离屏渲染发生在GPU。

如果要在显示屏上显示内容，我们至少需要一块与屏幕像素数据量一样大的frame buffer，作为像素数据存储区域，而这也是GPU存储渲染结果的地方。如果有时因为面临一些限制，无法把渲染结果直接写入frame buffer，而是先暂存在另外的内存区域，之后再写入frame buffer，那么这个过程被称之为离屏渲染。

常见的触发离屏渲染场景：

1、cornerRadius+clipsToBounds：

容器的子layer因为父容器有圆角，那么也会需要被裁剪，而这时它们还在渲染队列中排队，尚未被组合到一块画布上，自然也无法统一裁剪。

此时我们就不得不开辟一块独立于frame buffer的空白内存，先把容器以及其所有子layer依次画好，然后把四个角“剪”成圆形，再把结果画到frame buffer中。

2、shadow：

阴影默认是作用在其中”非透明区域“的，而且需要显示在所有layer内容的下方，阴影的本体（layer和其子layer）都还没有被组合到一起，怎么可能在第一步就画出只有完成最后一步之后才能知道的形状呢？这样一来又只能另外申请一块内存，把本体内容都先画好，再根据渲染结果的形状，添加阴影。不过如果我们能够预先告诉CoreAnimation（通过shadowPath属性）阴影的几何形状，那么阴影当然可以先被独立渲染出来，不需要依赖layer本体。

3、group opacity：

alpha并不是分别应用在每一层之上，而是只有到整个layer树画完之后，再统一加上alpha，最后和底下其他layer的像素进行组合。显然也无法通过一次遍历就得到最终结果。

4、mask：

我们知道mask是应用在layer和其所有子layer的组合之上的，而且可能带有透明度，那么其实和group opacity的原理类似。

5、渐变。

6、shouldRasterize

尽管离屏渲染开销很大，但是当我们无法避免它的时候，可以想办法把性能影响降到最低。

shouldRasterize。一旦被设置为true，Render Server就会强制把layer的渲染结果（包括其子layer，以及圆角、阴影、group opacity等等）保存在一块内存中，这样一来在下一帧仍然可以被复用，而不会再次触发离屏渲染。

layer的内容（包括子layer）必须是静态的，因为一旦发生变化（如resize，动画），之前辛苦处理得到的缓存就失效了。

如果layer的子结构非常复杂，渲染一次所需时间较长，同样可以打开这个开关，把layer绘制到一块缓存，然后在接下来复用这个结果，这样就不需要每次都重新绘制整个layer树了。

开启“Color Hits Green and Misses Red”来检查该场景下光栅化操作是否是一个好的选择。绿色表示缓存被复用，红色表示缓存在被重复创建。

启动和优化：

iOS的启动流程

1、根据 info.plist 里的设置加载闪屏，建立沙箱，对权限进行检查等

2、加载可执行文件

3、加载动态链接库，进行 rebase 指针调整和 bind 符号绑定

4、Objc 运行时的初始处理，包括 Objc 相关类的注册、category 注册、selector 唯一性检查等；

5、初始化，包括了执行 +load() 方法、attribute((constructor)) 修饰的函数的调用、创建 C++ 静态全局变量。

6、执行 main 函数

7、Application 初始化，到 applicationDidFinishLaunchingWithOptions 执行完

8、初始化帧渲染，到 viewDidAppear 执行完，用户可见可操作。

启动优化

1、减少动态库的加载

2、减少系统库和第三方库的加载

3、去除掉无用的类和C++全局变量的数量，减少项目文件中Category，静态变量等的使用数量

4、尽量让load方法中的内容放到首屏渲染之后再去执行，或者使用initialize替换

5、去除在首屏展现之前非必要的功能

6、检查首屏展现之前主线程的耗时方法，将没必要的耗时方法滞后或者延迟执行

AutoLayout:

我们知道view的frame属性是CGRect类型，只包含origin（x，y）和size（width，height），万变不离其宗，Auto Layout的线性表达式，最终也是求解出这四个值，然后布局视图的，我们看个简单的例子：

 

通过Auto Layout来布局的过程就是将上述等式转换为frame的过程，这时我们可以注意到，如果求解ViewA的frame需要解4元1次方程组，而求解ViewB的frame需要解6元1次方程组，这还是在width和height都是直接设置的原因，如果这两个约束也依赖ViewA的话，就要求解8元1次方程组了.

 

如果页面子视图超过30个，autolayout会造成卡顿的情况。在ios12之后，页面子视图在100个之类，autolayout的性能都是ok的。

 

编译过程： (我不懂这一块的东西)

• 预编译：主要处理以“#”开始的预编译指令。
• 编译：
  1. 词法分析：将字符序列分割成一系列的记号。
  2. 语法分析：根据产生的记号进行语法分析生成语法树。
  3. 语义分析：分析语法树的语义，进行类型的匹配、转换、标识等。
  4. 中间代码生成：源码级优化器将语法树转换成中间代码，然后进行源码级优化，比如把 1+2 优化为 3。中间代码使得编译器被分为前端和后端，不同的平台可以利用不同的编译器后端将中间代码转换为机器代码，实现跨平台。
  5. 目标代码生成：此后的过程属于编译器后端，代码生成器将中间代码转换成目标代码（汇编代码），其后目标代码优化器对目标代码进行优化，比如调整寻址方式、使用位移代替乘法、删除多余指令、调整指令顺序等。
• 汇编：汇编器将汇编代码转变成机器指令。
• 静态链接：链接器将各个已经编译成机器指令的目标文件链接起来，经过重定位过后输出一个可执行文件。
• 装载：装载可执行文件、装载其依赖的共享对象。
• 动态链接：动态链接器将可执行文件和共享对象中需要重定位的位置进行修正。
• 最后，进程的控制权转交给程序入口，程序终于运行起来了。

异步绘制：

改变frame、更新UIView/CALayer，或者自己去调用setNeedsLayout/setNeedsDisplay方法，内部调用流程为：

当前runloop即将结束的时候调用CALayer的display方法;

系统绘制流程为：

异步绘制的原理。 我们不能在非主线程将内容绘制到layer的context上，但是我们可以将需要绘制的内容绘制在一个自己创建的跑private_context上。通过CGBitmapContextCreate()可以创建一个CGCentextRef，在异步线程使用这个context进行绘制。

- (void)display {
    dispatch_async(backgroundQueue, ^{
        UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, NO, scale);
        ///获取当前上下文
        CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
        ///将坐标系反转
        CGContextSetTextMatrix(context, CGAffineTransformIdentity);
        ///文本沿着Y轴移动
        CGContextTranslateCTM(context, 0, size.height);
        ///文本反转成context坐标系
        CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0);
        ///创建绘制区域
        CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
        CGPathAddRect(path, NULL, CGRectMake(0, 0, size.width, size.height));
        ///创建需要绘制的文字
        NSMutableAttributedString *attStr = [[NSMutableAttributedString alloc] initWithString:self.asynText];
        [attStr addAttribute:NSFontAttributeName value:self.asynFont range:NSMakeRange(0, self.asynText.length)];
        [attStr addAttribute:NSBackgroundColorAttributeName value:self.asynBGColor range:NSMakeRange(0, self.asynText.length)];
        ///根据attStr生成CTFramesetterRef
        CTFramesetterRef frameSetter = CTFramesetterCreateWithAttributedString((CFAttributedStringRef)attStr);
        CTFrameRef frame = CTFramesetterCreateFrame(frameSetter, CFRangeMake(0, attStr.length), path, NULL);
        ///将frame的内容绘制到content中
        CTFrameDraw(frame, context);
        UIImage *getImg = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        UIGraphicsEndImageContext();
        ///子线程完成工作, 切换到主线程展示
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.layer.contents = (__bridge id)getImg.CGImage;
        });
    });
}    

网络层的优化：

减少DNS请求，使用HttpDNS获取原始ip地址进行请求，在header请求头中增加host字段，指定为原始请求地址

数据传输使用gzip

合并请求，减少请求并发数（埋点SDK，crash日志收集）

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

结合ETag 和 Last-Modified 减少数据重复传输

网络请求本地缓存

避免频繁发起请求

请求失败缓存后重发请求

2G、3G、4G、wifi下设置不同的超时时间

弱网环境下，减少并发请求

http2本身支持的长连接，多路复用机制

网络不可用时，不要进行网络请求

上传和下载大数据时，一次下载多点