App启动时间分析

iOS应用的启动可分为pre-main阶段和main()阶段。

1.pre-main阶段

可以通过配置Scheme，设置DYLD_PRINT_STATISTICS为1，来打印pre-main阶段的时间。

运行后，打印结果如下所示：

从上面的结果可以看到：

• pre-main阶段（main()函数之前）总共使用了487.01ms（7s，i0S12.1.2测试）
• 在487.01ms中，加载动态库用了62.26ms，指针重定位使用了87.81ms，ObjC类初始化使用了50.43ms，各种初始化使用了286.36ms。
• 在初始化中，用时最多的六个初始化是libSystem.B.dylib、libMainThreadChecker.dylib、libglInterpose.dilib、libMTLInterpose.dylib、RevealServer以及News。

1.1Load dylibs

这一阶段dyld会分析应用依赖的dylib，找到其mach-o文件，打开和读取这些文件并验证其有效 性，接着会找到代码签名注册到内核，最后对dylib的每一个segment调用mmap()。一般情况 下，iOS应用会加载100-400个dylibs，其中大部分是系统库，这部分dylib的加载系统已经做了 优化。所以，依赖的dylib越少越好。

优化方式:

• 尽量不使用内嵌(embedded)的dylib，加载内嵌dylib性能开销较大；
• 合并已有的dylib和使用静态库，减少dylib的使用个数；
• 懒加载dylib，但是要注意dlopen()可能造成一些问题，且实际上懒加载做的工作会更多。

1.2Rebase/Bind

Rebase : 在dylib的加载过程中，系统为了安全考虑，引入了ASLR(Address Space Layout Randomization)技术和代码签名。由于ASLR的存在，镜像(Image，包括可执行文件、 dylib和bundle)会在随机的地址上加载，和之前指针指向的地址(preferred_address)会有 一个偏差(slide)，dyld需要修正这个偏差，来指向正确的地址。

bind: Rebase在前，Bind在后，Rebase做的是将镜像读入内存，修正镜像内部的指针，性能消耗主要在IO。Bind做的是查询符号表，设置指向镜像外部的指针，性能消耗主要在CPU计算。

优化方式:

• 减少ObjC类（class）、方法（selector）、分类（category）的数量；
• 减少C++虚函数的的数量（创建虚函数表有开销）；
• 使用Swift structs（内部做了优化，符号数量更少）。

1.3Objc setup

大部分ObjC初始化工作已经在Rebase/Bind阶段做完了，这一步dyld会注册所有声明过的ObjC 类，将分类插入到类的方法列表里，再检查每个selector的唯一性。

在这一步倒没什么优化可做的，Rebase/Bind阶段优化好了，这一步的耗时也会减少。

1.4Initializers

dyld运行程序的初始化函数，调用每个Objc类和分类的+load方法，调用C/C++ 中的构造器函数 (用attribute((constructor))修饰的函数)，和创建非基本类型的C++静态全局变量。Initializers 阶段执行完后，dyld开始调用main()函数。

优化方式:

• 少在类的+load方法里做事情，尽量把这些事情推迟到+initiailize；
• 减少构造器函数个数，在构造器函数里少做些事情；
• 减少C++静态全局变量的个数。

2.main()阶段

这一阶段的优化主要是减少didFinishLaunchingWithOptions方法里的工作，在didFinishLaunchingWithOptions方法里，我们会创建应用的window，指定其rootViewController，调用window的makeKeyAndVisible方法让其可见。由于业务需要，我们会初始化各个二方/三方库，设置系统UI风格，检查是否需要显示引导页、是否需要登录、是否有新版本等，由于历史原因，这里的代码容易变得比较庞大，启动耗时难以控制。

所以，满足业务需要的前提下，didFinishLaunchingWithOptions在主线程里做的事情越少越好。

优化方式:

• 梳理各个二方/三方库，找到可以延迟加载的库，做延迟加载处理，比如放到首页控制器的viewDidAppear方法里。
• 梳理业务逻辑，把可以延迟执行的逻辑，做延迟执行处理。比如检查新版本、注册推送通知等逻辑。
• 避免复杂/多余的计算。
• 采用性能更好的API。
• 避免在首页控制器的viewDidLoad和viewWillAppear做太多事情，这2个方法执行完，首页控制器才能显示，部分可以延迟创建的视图应做延迟创建/懒加载处理。
• 首页控制器用纯代码方式来构建。

main()阶段的时间，主要是测量main()函数开始执行到didFinishLaunchingWithOptions执行结束的耗时，需要自己插入代码到工程中，如下所示：