iOS 底層 day27 性能優(yōu)化 卡頓優(yōu)化 離屏渲染

一、卡頓優(yōu)化

1. CPU 和 GPU 分別在屏幕成像過程中處理什么工作？
  • 在屏幕成像的過程中，CPU 和 GPU 起著至關(guān)重要的作用
  • CPU（Central Processing Unit，中央處理器）：
  • CPU：對(duì)象的創(chuàng)建和銷毀、對(duì)象屬性的調(diào)整、布局計(jì)算，文字的計(jì)算和排版、圖片的格式轉(zhuǎn)換和解碼、圖像的繪制（Core Graphics）
  • GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理器）：
  • GPU： 紋理的渲染
    `CPU` 和 `GPU` 工作流程
2. 卡頓產(chǎn)生的原因？
  • 蘋果設(shè)備一般是 60FPS 的幀率，所以每隔 16ms 就有一次 VSync 信號(hào)
  • CPU 和 GPU 要在 16ms 內(nèi)產(chǎn)生一幀的數(shù)據(jù)供屏幕展示，如果 CPU 或者 GPU 任務(wù)過重在 16ms 內(nèi)無法完成計(jì)算，那么屏幕就只展示上一幀的數(shù)據(jù)，從用戶的視覺效果看來就是產(chǎn)生了卡頓。
卡頓產(chǎn)生的原因圖解
3. 從 CPU 方面優(yōu)化卡頓
  • 盡量用輕量級(jí)的對(duì)象，比如用不到時(shí)間處理的地方，可以考慮使用 CALayer 取代 UIView
  • 不要頻繁地調(diào)用 UIView 的相關(guān)屬性，比如 frame、bounds、transform 等屬性，盡量減少不必要的修改；盡量提前計(jì)算好布局，在有需要時(shí)一次性調(diào)整對(duì)應(yīng)的屬性，不要多次修改屬性
  • Autolayout 布局會(huì)比直接設(shè)置 frame 布局消耗更多的 CPU 資源
  • 控制一下線程的最大并發(fā)數(shù)
  • 盡量把耗時(shí)的操作放到子線程：文本處理（尺寸計(jì)算、繪制）、圖片處理（解碼、繪制）
4. 從 GPU 方面優(yōu)化卡頓
  • 盡量避免短時(shí)間內(nèi)大量圖片的顯示，盡可能將多張圖片合成一張進(jìn)行展示
  • 盡量減少視圖的數(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
  • 盡量避免出現(xiàn)離屏渲染
5. 卡頓監(jiān)測(cè)
  • 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(shí)，已達(dá)到監(jiān)控卡頓的目的
  • 可以使用現(xiàn)成的庫 https://github.com/sindrilin/LXDAppMonitor 進(jìn)行監(jiān)測(cè)

二、離屏渲染

1. 離屏渲染是什么？
  • 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)以外新開辟一個(gè)緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作
2. 離屏渲染為什么消耗性能？
  • 需要創(chuàng)建新的緩沖區(qū)
  • 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（Off-Screen）；等到離屏渲染結(jié)束以后，將離屏緩沖區(qū)的渲染結(jié)果顯示到屏幕上，又需要將上下文環(huán)境從離屏切換到當(dāng)前屏幕
3. 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大于0；可以考慮通過 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(shè)置了 layer.shadowPath 就不會(huì)產(chǎn)生離屏渲染
4.TODO：如何驗(yàn)證上述操作觸發(fā)了離屏渲染？

三、耗電優(yōu)化（主要從三個(gè)方面）

1. 哪三個(gè)方面耗電優(yōu)化？
  • CPU 處理，Processing
  • 網(wǎng)絡(luò)，Networking
  • 定位，Location
2. CPU 處理，Processing
  • 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)，最好批量一次性寫入
  • 讀寫打了重要數(shù)據(jù)時(shí)，考慮用 dispatch_io，提供了基于 GCD 的異步操作文件 IO 的 API，用 dispatch_io 系統(tǒng)會(huì)優(yōu)化磁盤訪問
  • 數(shù)據(jù)流比較大的，建議使用數(shù)據(jù)庫（比如 SQLite、CoreData）
3. 網(wǎng)絡(luò)，Networking
  • 減少、壓縮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)
  • 多次請(qǐng)求的結(jié)果相同的，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
  • 批量傳輸，比如下載郵件，視頻的時(shí)候，不要傳輸很小的數(shù)據(jù)包
4. 定位，Location
  • 如果只需要快速確定用戶位置，最好用 CLLocationManager 的 requestLocation 方法。定位完成后，會(huì)自動(dòng)讓定位的硬件斷電
  • 如果不是導(dǎo)航應(yīng)用，盡量不要實(shí)時(shí)更新位置，定位完畢就要關(guān)掉定位服務(wù)
  • 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(tái)定位時(shí)，盡量設(shè)置 pausesLocationUpdatesAutomatically 為 YES，如果用戶不太可能移動(dòng)的時(shí)候系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)暫停位置更新
  • 盡量不要使用 startMonitoringSignificantLocationChanges，優(yōu)先考慮 startMonitorForRegion:

四、APP 的啟動(dòng)優(yōu)化

1. APP 啟動(dòng)可以分為 2 種
  • 冷啟動(dòng)（Cold Launch）：從零開始啟動(dòng) APP
  • 熱啟動(dòng)（Warm Launch）：APP 已經(jīng)在內(nèi)存中，在后臺(tái)存活著，再次點(diǎn)擊圖標(biāo)啟動(dòng) APP
  • APP 的啟動(dòng)時(shí)間優(yōu)化，主要針對(duì)冷啟動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化
2. 如何對(duì) APP 啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)行分析？
  • 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），DYLD_PRINT_STATISTICS 設(shè)置為 1
3. APP 啟動(dòng)可以分為哪三個(gè)流程？
  • dyld
  • runtime
  • main
4. dyld 動(dòng)態(tài)鏈接器
  • 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)庫等）
  • 啟動(dòng) APP 時(shí)，dyld 所做的事情有：
  • 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
  • 當(dāng) dyld 把可執(zhí)行文件、動(dòng)態(tài)庫都裝載完畢后，會(huì)通知 Runtime 進(jìn)行下一步的處理
5. runtime 運(yùn)行時(shí)
  • 啟動(dòng) APP 時(shí)，runtime 所做的事情有：
  • 調(diào)用 map_images 進(jìn)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(jìn)行各種 objc 結(jié)構(gòu)的初始化（注冊(cè) objc 類，初始化類對(duì)象等等）
6. 總結(jié) APP 啟動(dòng)的流程
  • APP 啟動(dòng)有 dyld 主導(dǎo)，將可執(zhí)行文件加載到內(nèi)存，再遞歸加載所有依賴的動(dòng)態(tài)庫。
  • 并由 runtime 對(duì)可執(zhí)行文件進(jìn)行解析處理，調(diào)用+laod 方法，注冊(cè) objc 類。
  • 所有初始化工作結(jié)束后，dyld 會(huì)調(diào)用 main 函數(shù)
  • 接下來就是 UIApplicationMain 函數(shù)，Appdelegate 的 application：didFinishLaunchingWithOptions：方法
7. APP 的啟動(dòng)優(yōu)化（安裝三個(gè)階段）
  • dyld 階段：
  • 減少動(dòng)態(tài)庫，合并一些動(dòng)態(tài)庫（定期清理不必要的動(dòng)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）
  • runtime 階段：
  • 盡量用 +initialize 方法和 dispatch_once 取代 objc 的 +load 方法
  • main 階段：
  • 在不影響用戶體驗(yàn)的前提下，盡可能將一些操作延遲，不要全部放在 finishLaunching 方法中

五、APP 的瘦身優(yōu)化

  • 可執(zhí)行文件：
  • 盡量封裝重復(fù)的代碼
  • 去除未使用的代碼（類、分類、函數(shù)等）
  • 資源（圖片、音頻、視頻、）：
  • 采取無損壓縮
  • 去除沒有用到的資源
最后編輯于 ：
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成，瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明：文章內(nèi)容（如有圖片或視頻亦包括在內(nèi)）由作者上傳并發(fā)布，文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn)，簡(jiǎn)書系信息發(fā)布平臺(tái)，僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

友情鏈接更多精彩內(nèi)容