性能优化注意的几点

1.对象不要轻易调整

对象的调整也经常是消耗 CPU 资源的地方。 特别是CALayer:CALayer 内部并没有属性,当调用属性方法时,它内部是通过运行时 resolveInstanceMethod 为对象临时添加一个方法,并把对应属性值保存到内部的一个 Dictionary 里,同时还会通知 delegate、创建动画等等,非常消耗资源。UIView 的关于显示相关的属性(比如 frame/bounds/transform)等实际上都是 CALayer 属性映射来的,所以对 UIView 的这些属性进行调整时,消耗的资源要远大于一般的属性。对此你在应用中,应该尽量减少不必要的属性修改。

当视图层次调整时,UIView、CALayer 之间会出现很多方法调用与通知,所以在优化性能时,应该尽量避免调整视图层次、添加和移除视图。

2.不要频繁的创建对象,有条件的情况下优先考虑复用。

对象的创建会分配内存、调整属性、甚至还有读取文件等操作,比较消耗 CPU 资源。尽量用轻量的对象代替重量的对象,可以对性能有所优化。比如 CALayer 比 UIView 要轻量许多,那么不需要响应触摸事件的控件,用 CALayer 显示会更加合适。如果对象不涉及 UI 操作,则尽量放到后台线程去创建,但可惜的是包含有 CALayer 的控件,都只能在主线程创建和操作。
如果对象可以复用,并且复用的代价比释放、创建新对象要小,那么这类对象应当尽量放到一个缓存池里复用。

3.不要使用Storyboard和Xib

通过 Storyboard/ Xib创建视图对象时,其资源消耗会比直接通过代码创建对象要大非常多,在性能敏感的界面里,Storyboard/Xib 并不是一个好的技术选择。

4.如果可以适应懒加载

尽量推迟对象创建的时间,并把对象的创建分散到多个任务中去。尽管这实现起来比较麻烦,并且带来的优势并不多,但如果有能力做,还是要尽量尝试一下。

5.后台线程销毁重量级的对象

对象的销毁虽然消耗资源不多,但累积起来也是不容忽视的。通常当容器类持有大量对象时,其销毁时的资源消耗就非常明显。同样的,如果对象可以放到后台线程去释放,那就挪到后台线程去。这里有个小 Tip:把对象捕获到 block 中,然后扔到后台队列去随便发送个消息以避免编译器警告,就可以让对象在后台线程销毁了。

NSArray *tmp = self.array;
self.array = nil;
dispatch_async(queue, ^{
    [tmp class];
});

6.图片的管理

关于UIImage Apple官方的文档为生成一个UIImage对象提供了两种方法:

  1. imageNamed,其参数为图片的名字;
  2. imageWithContentsOfFile,其参数也是图片文件的路径。

imageNamed: 这个方法用一个指定的名字在系统缓存中查找并返回一个图片对象如果它存在的话。如果缓存中没有找到相应的图片,这个方法从指定的文档中加载然后缓存并返回这个对象。因此imageNamed的优点是当加载时会缓存图片。所以当图片会频繁的使用时,那么用imageNamed的方法会比较好。例如:你需要在 一个TableView里的TableViewCell里都加载同样一个图标,那么用imageNamed加载图像效率很高。系统会把那个图标Cache到内存,在TableViewCell里每次利用那个图 像的时候,只会把图片指针指向同一块内存。正是因此使用imageNamed会缓存图片,即将图片的数据放在内存中,iOS的内存非常珍贵并且在内存消耗过大时,会强制释放内存,即会遇到memory warnings。而在iOS系统里面释放图像的内存是一件比较麻烦的事情,有可能会造成内存泄漏。例如:当一 个UIView对象的animationImages是一个装有UIImage对象动态数组NSMutableArray,并进行逐帧动画。当使用imageNamed的方式加载图像到一个动态数组NSMutableArray,这将会很有可能造成内存泄露。原因很显然的。
imageWithContentsOfFile:仅加载图片,图像数据不会缓存。因此对于较大的图片以及使用情况较少时,那就可以用该方法,降低内存消耗。

7.布局计算

视图布局的计算是 App 中最为常见的消耗 CPU 资源的地方。如果能在后台线程提前计算好视图布局、并且对视图布局进行缓存,那么这个地方基本就不会产生性能问题了。

不论通过何种技术对视图进行布局,其最终都会落到对 UIView.frame/bounds/center 等属性的调整上。上面也说过,对这些属性的调整非常消耗资源,所以尽量提前计算好布局,在需要时一次性调整好对应属性,而不要多次、频繁的计算和调整这些属性。

8.关于Autolayout的使用

如果一个界面中包含大量文本,文本的宽高计算会占用很大一部分资源,并且不可避免。如果你对文本显示没有特殊要求,可以参考下 UILabel 内部的实现方式:用 [NSAttributedString boundingRectWithSize:options:context:] 来计算文本宽高,用 -[NSAttributedString drawWithRect:options:context:] 来绘制文本。尽管这两个方法性能不错,但仍旧需要放到后台线程进行以避免阻塞主线程。

如果你用 CoreText 绘制文本,那就可以先生成 CoreText 排版对象,然后自己计算了,并且 CoreText 对象还能保留以供稍后绘制使用。

9.文本渲染

屏幕上能看到的所有文本内容控件,包括 UIWebView,在底层都是通过 CoreText 排版、绘制为 Bitmap 显示的。常见的文本控件 (UILabel、UITextView 等),其排版和绘制都是在主线程进行的,当显示大量文本时,CPU 的压力会非常大。对此解决方案只有一个,那就是自定义文本控件,用 TextKit 或最底层的 CoreText 对文本异步绘制。尽管这实现起来非常麻烦,但其带来的优势也非常大,CoreText 对象创建好后,能直接获取文本的宽高等信息,避免了多次计算(调整 UILabel 大小时算一遍、UILabel 绘制时内部再算一遍);CoreText 对象占用内存较少,可以缓存下来以备稍后多次渲染。

典型的就是当TableView里的cell需要给label赋值,如果采用label的文本用的是attributedString,tableView滑动过程中,我们从服务器拿到的是NSString的文字,从NSString到NSAttributedString的转换渲染是一个很费时间的操作。我们应该把这个操作提前,比如在异步线程解析后,就转化成NSAttributedString。这样既不会阻塞主线程,滑动的时候也不需要额外的渲染。

10.图片的解码

当你用 UIImage 或 CGImageSource 的那几个方法创建图片时,图片数据并不会立刻解码。图片设置到 UIImageView 或者 CALayer.contents 中去,并且 CALayer 被提交到 GPU 前,CGImage 中的数据才会得到解码。这一步是发生在主线程的,并且不可避免。如果想要绕开这个机制,常见的做法是在后台线程先把图片绘制到 CGBitmapContext 中,然后从 Bitmap 直接创建图片。目前常见的网络图片库都自带这个功能。

11.图像的绘制

图像的绘制通常是指用那些以 CG 开头的方法把图像绘制到画布中,然后从画布创建图片并显示这样一个过程。这个最常见的地方就是 [UIView drawRect:] 里面了。由于 CoreGraphic 方法通常都是线程安全的,所以图像的绘制可以很容易的放到后台线程进行。一个简单异步绘制的过程大致如下(实际情况会比这个复杂得多,但原理基本一致)

- (void)display {
    dispatch_async(backgroundQueue, ^{
        CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(...);
        // draw in context...
        CGImageRef img = CGBitmapContextCreateImage(ctx);
        CFRelease(ctx);
        dispatch_async(mainQueue, ^{
            layer.contents = img;
        });
    });
}
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