一、卡頓優(yōu)化

在屏幕成像的過程中，CPU和GPU起著至關重要的作用。
- CPU（Central Processing Unit，中央處理器）對象的創(chuàng)建和銷毀、對象屬性的調(diào)整、布局計算、文本的計算和排版、圖片的格式轉換和解碼、圖像的繪制（Core Graphics）。
- GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理器）用于紋理的渲染。
iOSAPP屏幕顯示過程:
CPU計算好顯示內(nèi)容提交到GPU，GPU渲染完成后將渲染結果放入幀緩沖區(qū)(在iOS中是雙緩沖機制，有前幀緩存、后幀緩存)，隨后視頻控制器會按照 VSync信號逐行讀取幀緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過可能的數(shù)模轉換傳遞給顯示器顯示。

屏幕快照 2018-07-23 下午9.41.00.png
RunLoop有一個60fps的回調(diào)，即每16.7ms繪制一次屏幕，所以view的繪制必須在這個時間內(nèi)完成，view內(nèi)容的繪制是CPU的工作，然后把繪制的內(nèi)容交給GPU渲染，包括多個View的拼接（Compositing）、紋理的渲染(Texture)等等，最后顯示在屏幕上。但是，如果無法是16.7ms內(nèi)完成繪制，就會出現(xiàn)丟幀的問題，一般情況下，如果幀率保證在30fps以上，界面卡頓效果不明顯，那么就需要在33.4ms內(nèi)完成View的繪制，而低于這個幀率，就會產(chǎn)生卡頓的效果，影響體驗。

卡頓優(yōu)化 -- CPU

避免過于龐大的xib，盡量純代碼布局
使用懶加載
盡量不要在viewWillAppear中進行太多操作
盡量用輕量級的對象，比如用不到事件處理的地方，可以考慮使用CALayer取代UIView。
不要頻繁地調(diào)用UIView的相關屬性，比如frame、bounds、transform等屬性，盡量減少不必要的修改，必要時提前創(chuàng)建，用hidden屬性控制視圖的顯示和隱藏。
盡量提前計算好布局，在有需要時一次性調(diào)整對應的屬性，不要多次修改屬性。
frame代替autolayout，Autolayout會比直接設置frame消耗更多的CPU資源，Autolayout 對于復雜視圖來說常常會產(chǎn)生嚴重的性能問題，當Cell內(nèi)約束超過25個的時候，會降低滑動的幀率。
圖片的size最好剛好跟UIImageView的size保持一致（在運行中縮放圖片是很耗費資源的，特別是UIImageView嵌套在UIScrollView中的情況下）
控制一下線程的最大并發(fā)數(shù)量
盡量把耗時的操作放到放到后臺線程進行以避免阻塞主線程。
- 文本處理（尺寸計算、繪制）
- 圖片處理（解碼、繪制）
使用開源框架UITableView+FDTemplateLayoutCell進行對tableView高度緩存
UITableView+FDTemplateLayoutCell原理：
（1）、計算出高度會自動進行緩存，所以滑動時每個cell的高度只會計算一次
（2）、自動緩存失效機制，無須擔心你數(shù)據(jù)源的變化引起的緩存失效，當調(diào)用如-reloadData，-deleteRowsAtIndexPaths:withRowAnimation:等任何一個觸發(fā) UITableView 刷新機制的方法時，已有的高度緩存將以最小的代價執(zhí)行失效。如刪除一個 indexPath 為 [0,5] 的 cell 時，[0,0] ~ [0,4] 的高度緩存不受影響，而 [0,5] 后面所有的緩存值都向前移動一個位置。自動緩存失效機制對 UITableView 的 9 個公有 API 都進行了分別的處理，以保證沒有一次多余的高度計算。
(3)、利用RunLoop空閑時間執(zhí)行預緩存任務，預緩存機制將在 UITableView 沒有滑動的空閑時刻執(zhí)行，計算并且緩存那些還沒有顯示到屏幕中的 cell，整個緩存過程完全沒有感知，保證了加載速度和滑動流暢性。它是利用RunLoop空閑時間執(zhí)行預緩存任務，當 UI 沒在滑動時，默認的 Mode 是 NSDefaultRunLoopMode，同時也是 CF 中定義的 “空閑狀態(tài) Mode”。注冊 RunLoopObserver 可以觀測當前 RunLoop 的運行狀態(tài)，并在狀態(tài)機切換時收到通知：因為“預緩存高度”的任務需要在最無感知的時刻進行，所以應該同時滿足：
1 RunLoop 處于“空閑”狀態(tài) Mode(DefauldMode)
2 當這一次 RunLoop 迭代處理完成了所有事件，馬上要休眠時
預加載數(shù)據(jù) ，列表當中，當滑動到一個可以設定的位置的時候，提前獲取下載下一頁的數(shù)據(jù)，并繪制UI。 https://zhuanlan.zhihu.com/p/23418800

卡頓優(yōu)化 -- GPU

紋理的渲染
- 盡量避免短時間內(nèi)大量圖片的顯示，盡可能將多張圖片合成一張進行顯示(當在較短時間顯示大量圖片時（比如 TableView 存在非常多的圖片并且快速滑動時），CPU 占用率很低，GPU 占用非常高，界面仍然會掉幀)
- GPU能處理的最大紋理尺寸是4096x4096，一旦超過這個尺寸，就會占用CPU資源進行處理，所以紋理盡量不要超過這個尺寸
視圖的混合（Blended）
- 盡量減少視圖數(shù)量和層次，也可以把多個視圖預先渲染為一張圖片來顯示（視圖結構過于復雜，混合的過程、會消耗很多 GPU 資源）
- 減少透明的視圖（alpha<1），不透明的就設置opaque為YES（在同一個區(qū)域內(nèi)，存在著多個有透明度的圖層，那么GPU需要更多的計算，混合上下多個圖層才能得出最終像素的RGB值）
離屏渲染
在OpenGL中，GPU有2種渲染方式
- On-Screen Rendering：當前屏幕渲染，在當前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)進行渲染操作
- Off-Screen Rendering：離屏渲染，在當前屏幕緩沖區(qū)以外新開辟一個緩沖區(qū)進行渲染操作

離屏渲染之所以會特別消耗性能，是因為要創(chuàng)建一個屏幕外的緩沖區(qū)，然后從當屏緩沖區(qū)切換到屏幕外的緩沖區(qū)，然后再完成渲染；其中，創(chuàng)建緩沖區(qū)和切換上下文最消耗性能，而繪制其實不是性能損耗的主要原因。

哪些操作會觸發(fā)離屏渲染？
- 光柵化，設置layer.shouldRasterize = YES（在其他屬性觸發(fā)離屏渲染的同時，會將光柵化后的內(nèi)容緩存起來，如果對應的layer及其sublayers沒有發(fā)生改變，在下一幀的時候可以直接復用。shouldRasterize = YES，這將隱式的創(chuàng)建一個位圖，各種陰影遮罩等效果也會保存到位圖中并緩存起來，從而減少渲染的頻度
- 遮罩，layer.mask
- 圓角，iOS9之前同時設置layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0。（考慮通過CoreGraphics繪制裁剪圓角，或者叫美工提供圓角圖片）
- 陰影，layer.shadowXXX（如果設置了layer.shadowPath就不會產(chǎn)生離屏渲染）

卡頓檢測

平時所說的“卡頓”主要是因為在主線程執(zhí)行了比較耗時的操作
可以添加Observer到主線程RunLoop中，通過監(jiān)聽RunLoop狀態(tài)切換的耗時，以達到監(jiān)控卡頓的目的。

卡頓檢測工具：LXDAppFluecyMonitor

使用方法：

[[LXDAppFluecyMonitor sharedMonitor] startMonitoring];
當發(fā)生卡頓時，會打印函數(shù)調(diào)用棧信息

libsystem_kernel.dylib         0x7fff51b5d756 __semwait_signal + 10
libsystem_c.dylib              0x7fff51aed47e sleep + 41
LXDAppFluecyMonitor            0x10e7f81d2 -[ViewController tableView:cellForRowAtIndexPath:] + 354

得知卡頓發(fā)生在cellForRowAtIndexPath:方法中

使用image lookup -a指令得知卡頓具體發(fā)生行數(shù)

image lookup -a 0x10e7f81d2
      Address: LXDAppFluecyMonitor[0x00000001000031d2] (LXDAppFluecyMonitor.__TEXT.__text + 6530)
      Summary: LXDAppFluecyMonitor`-[ViewController tableView:cellForRowAtIndexPath:] + 354 at ViewController.m:47:48

二、耗電優(yōu)化

耗電的主要來源

CPU處理，Processing
網(wǎng)絡，Networking
定位，Location
圖像，Graphics

耗電優(yōu)化

盡可能降低CPU、GPU功耗
少用定時器
優(yōu)化I/O操作
- 盡量不要頻繁寫入小數(shù)據(jù)，最好批量一次性寫入
- 讀寫大量重要數(shù)據(jù)時，考慮用dispatch_io，其提供了基于GCD的異步操作文件I/O的API。用dispatch_io系統(tǒng)會優(yōu)化磁盤訪問
- 數(shù)據(jù)量比較大的，建議使用數(shù)據(jù)庫（比如SQLite、CoreData）
網(wǎng)絡優(yōu)化
- 減少、壓縮網(wǎng)絡數(shù)據(jù)
- 如果多次請求的結果是相同的，盡量使用緩存
- 使用斷點續(xù)傳，否則網(wǎng)絡不穩(wěn)定時可能多次傳輸相同的內(nèi)容
- 網(wǎng)絡不可用時，不要嘗試執(zhí)行網(wǎng)絡請求
- 讓用戶可以取消長時間運行或者速度很慢的網(wǎng)絡操作，設置合適的超時時間
- 批量傳輸，比如，下載視頻流時，不要傳輸很小的數(shù)據(jù)包，直接下載整個文件或者一大塊一大塊地下載。如果下載廣告，一次性多下載一些，然后再慢慢展示。如果下載電子郵件，一次下載多封，不要一封一封地下載
定位優(yōu)化
- 如果只是需要快速確定用戶位置，最好用CLLocationManager的requestLocation方法。定位完成后，會自動讓定位硬件斷電
- 如果不是導航應用，盡量不要實時更新位置，定位完畢就關掉定位服務
- 盡量降低定位精度，比如盡量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
- 需要后臺定位時，盡量設置pausesLocationUpdatesAutomatically為YES，如果用戶不太可能移動的時候系統(tǒng)會自動暫停位置更新
- 盡量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges，優(yōu)先考慮startMonitoringForRegion:
硬件檢測優(yōu)化
- 用戶移動、搖晃、傾斜設備時，會產(chǎn)生動作(motion)事件，這些事件由加速度計、陀螺儀、磁力計等硬件檢測。在不需要檢測的場合，應該及時關閉這些硬件

三、啟動優(yōu)化

APP的啟動可以分為2種,APP啟動時間的優(yōu)化，主要是針對冷啟動進行優(yōu)化

冷啟動（Cold Launch）：從零開始啟動APP
熱啟動（Warm Launch）：APP已經(jīng)在內(nèi)存中，在后臺存活著，再次點擊圖標啟動APP

通過添加環(huán)境變量可以打印出APP的啟動時間分析（Edit scheme -> Run -> Arguments）

DYLD_PRINT_STATISTICS設置為1
如果需要更詳細的信息，那就將DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS設置為1

APP的冷啟動可以概括為3大階段：
1、 dyld（dynamic link editor），Apple的動態(tài)鏈接器，可以用來裝載Mach-O文件（可執(zhí)行文件、動態(tài)庫等），啟動APP時，dyld所做的事情有

裝載APP的可執(zhí)行文件，同時會遞歸加載所有依賴的動態(tài)庫
當dyld把可執(zhí)行文件、動態(tài)庫都裝載完畢后，會通知Runtime進行下一步的處理

2、 runtime啟動APP時，runtime所做的事情有

調(diào)用map_images進行可執(zhí)行文件內(nèi)容的解析和處理
在load_images中調(diào)用call_load_methods，調(diào)用所有Class和Category的+load方法
進行各種objc結構的初始化（注冊Objc類、初始化類對象等等）
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)行文件和動態(tài)庫中所有的符號(Class，Protocol，Selector，IMP，…)都已經(jīng)按格式成功加載到內(nèi)存中，被runtime 所管理
3、 main
APP的啟動由dyld主導，將可執(zhí)行文件加載到內(nèi)存，順便加載所有依賴的動態(tài)庫，并由runtime負責加載成objc定義的結構
所有初始化工作結束后，dyld就會調(diào)用main函數(shù)
接下來就是UIApplicationMain函數(shù)，AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法。

APP的啟動優(yōu)化

按照不同的階段

dyld
- 減少動態(tài)庫、合并一些動態(tài)庫（定期清理不必要的動態(tài)庫）
- 減少Objc類、分類的數(shù)量、減少Selector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盡量使用struct
runtime
- 用+initialize方法和dispatch_once取代所有的attribute((constructor))、C++靜態(tài)構造器、ObjC的+load
main
- 在不影響用戶體驗的前提下，盡可能將一些操作延遲，不要全部都放在finishLaunching方法中
- 按需加載

四、安裝包優(yōu)化

安裝包（IPA）主要由可執(zhí)行文件、資源組成

1. 資源（圖片、音頻、視頻等）

采取無損壓縮
好用的壓縮圖片網(wǎng)站：https://tinypng.com
去除沒有用到的資源： https://github.com/tinymind/LSUnusedResources

2. 可執(zhí)行文件瘦身

編譯器優(yōu)化
- Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default設置為YES
- 去掉異常支持，Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions設置為NO， Other C Flags添加-fno-exceptions
AppCode代碼靜態(tài)檢查（https://www.jetbrains.com/objc/），檢測未使用的代碼：菜單欄 -> Code -> Inspect Code

使用fui(Find Unused Imports)掃描工程中不用的類。

安裝 fui 工具
sudo gem install fui -n /usr/local/bin

fui usage: https://github.com/dblock/fui

到工程目錄下，執(zhí)行 fui find 命令，可以找出所有的沒有用到的class文件

合并功能類似的類和擴展（Category）
LinkMap
生成LinkMap文件，可以查看可執(zhí)行文件的具體組成

屏幕快照 2018-07-24 下午4.07.13.png

可借助第三方工具解析LinkMap文件： https://github.com/huanxsd/LinkMap
及時移除不用的第三方庫
刪除靜態(tài)庫中不用的mach-o文件

利用lipo指令將靜態(tài)庫拆分成單一架構
利用ar-x指令將單一架構的mach-o文件拆分成.o文件
刪除不用的.o文件
重新組成靜態(tài)庫文件

五、內(nèi)存優(yōu)化

imageNamed讀取圖片的方法，會緩存在內(nèi)存中，所以較大的圖片或者不需要緩存的圖片，還是用imageWithContentsOfFile加載
避免循環(huán)引用
malloc、create等需要手動釋放
kvo及時移除
Autorelease Pool的使用
由于自動釋放池最后統(tǒng)一銷毀對象，因此如果一個操作比較占用內(nèi)存，例如：對象較多或者對象占用資源較多，最好不要放到自動釋放池或者放到多個自動釋放池；
例如：使用容器的block版本的枚舉器的時候，系統(tǒng)會自動添加一個autoreleasePool
```
[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj,NSUInteger idx, BOOL *stop) {
 // 這里被一個局部@autoreleasepool包圍著
}];
```
利用runtime，hook delloc方法監(jiān)控頁面釋放

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iOS性能優(yōu)化方案

iOS性能優(yōu)化方案

一、卡頓優(yōu)化

卡頓優(yōu)化 -- CPU

卡頓優(yōu)化 -- GPU

卡頓檢測

二、耗電優(yōu)化

耗電的主要來源

耗電優(yōu)化

三、啟動優(yōu)化

APP的啟動優(yōu)化

四、安裝包優(yōu)化

1. 資源（圖片、音頻、視頻等）

2. 可執(zhí)行文件瘦身

五、內(nèi)存優(yōu)化

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iOS性能優(yōu)化方案

一、卡頓優(yōu)化

卡頓優(yōu)化 -- CPU

卡頓優(yōu)化 -- GPU

卡頓檢測

二、耗電優(yōu)化

耗電的主要來源

耗電優(yōu)化

三、 啟動優(yōu)化

APP的啟動優(yōu)化

四、安裝包優(yōu)化

1. 資源（圖片、音頻、視頻等）

2. 可執(zhí)行文件瘦身

五、內(nèi)存優(yōu)化

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一、卡頓優(yōu)化

二、耗電優(yōu)化

三、啟動優(yōu)化

四、安裝包優(yōu)化

1. 資源（圖片、音頻、視頻等）