【ios学习】优化 App 的启动时间实践 iOS

前言

当用户按下home键的时候,iOS的App并不会马上被kill掉,还会继续存活若干时间。理想情况下,用户点击App的图标再次回来的时候,App几乎不需要做什么,就可以还原到退出前的状态,继续为用户服务。这种持续存活的情况下启动App,我们称为热启动,相对而言冷启动就是App被kill掉以后一切从头开始启动的过程。我们这里只讨论App冷启动的情况。

对于冷启动来说,启动时间是指从用户点击 APP 那一刻开始到用户看到第一个界面这中间的时间。我们进行优化的时候,我们将启动时间分为 pre-main 时间和 main 函数到第一个界面渲染完成时间这两个部分。

因为 APP 的入口在 main 函数 ,在 main 函数之后我们的代码才会执行。

这里有两个阶段

1. pre-main阶段

1.1. 加载应用的可执行文件

1.2. 加载动态链接库加载器dyld(dynamic loader)

1.3. dyld递归加载应用所有依赖的dylib(dynamic library 动态链接库)

2. main()阶段

2.1. dyld调用main()

2.2. 调用UIApplicationMain()

2.3. 调用applicationWillFinishLaunching

2.4. 调用didFinishLaunchingWithOptions

我们把 pre-main阶段称为 t1,main()阶段一直到首个页面加载完成称为 t2。

t1 时间的优化分析

t1部分主要参考自APP启动优化的一次实践

其中 t1苹果提供了内建的测量方法, Xcode 中 Edit scheme -> Run -> Auguments 将环境变量 DYLD_PRINT_STATISTICS 设为 1

//结果为

Total pre-main time: 1.4 seconds (100.0%)

dylib loading time: 1.3 seconds (89.4%)

rebase/binding time:  36.75 milliseconds (2.5%)

ObjC setup time:  35.65 milliseconds (2.4%)

initializer time:  80.97 milliseconds (5.5%)

slowest intializers :

libSystem.B.dylib :  12.63 milliseconds (0.8%)

//解读

1、main()函数之前总共使用了1.4s

2、在94.33ms中,加载动态库用了1.3s,指针重定位使用了36.75ms,ObjC类初始化使用了35.65ms,各种初始化使用了80.97ms。

3、在初始化耗费的80.97ms中,用时最多的初始化是libSystem.B.dylib。

可以看到,我的 dylib loading time 花费了 1.3s时间,

其中各部分的作用是

加载dylib

分析每个dylib(大部分是iOS系统的),找到其Mach-O文件,

打开并读取验证有效性,找到代码签名注册到内核,

最后对dylib的每个segment调用mmap()。

rebase/bind

dylib加载完成之后,它们处于相互独立的状态,需要绑定起来。

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。

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。

OC setup

OC的runtime需要维护一张类名与类的方法列表的全局表。

dyld做了如下操作:

对所有声明过的OC类,将其注册到这个全局表中(class registration)

将category的方法插入到类的方法列表中(category registration)

检查每个selector的唯一性(selector uniquing)

如果在各个 OC 类别的 ‘load’方法里做了不少事情(如在里面使用 Method swizzle),那么这是pre-main阶段最耗时的部分。dyld运行APP的初始化函数,调用每个OC类的+load方法,调用C++的构造器函数(attribute((constructor))修饰),创建非基本类型的C++静态全局变量,然后执行main函数。

优化思路是

1. 移除不需要用到的动态库

2. 移除不需要用到的类

3. 合并功能类似的类和扩展

4. 尽量避免在+load方法里执行的操作,可以推迟到+initialize方法中。

t2 时间的优化分析

t2使用了来自NewPan大大 的打点计时器BLStopwatch

检测耗时

可以看到,我的 APP 加载时间并没有很慢,但是也想看一看有没有优化的空间。

在 didFinishLaunchingWithOptions 方法里我们一般都有以下的逻辑:

初始化第三方 SDK

配置 APP 运行需要的环境

自己的一些工具类的初始化

...

这里主要参考[iOS]一次立竿见影的启动时间优化

从优化图可以看到,我的应用的跳转逻辑是 打开 -> 广告页 -> 首页,首页的UI 架构是:

UITabBarC管理一堆 UINavigationC

但是如果 UI 架构如上,并且在didFinishLaunchingWithOptions里面设置了根视图

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {

NSLog(@"didFinishLaunchingWithOptions 开始执行");

self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];

TestTabBarController *tabBarVc = [TestTabBarController new];

self.window.rootViewController = tabBarVc;

[self.window makeKeyAndVisible];

NSLog(@"didFinishLaunchingWithOptions 跑完了");

return YES;

}

然后我们来到 TestTabBarController 里的 viewDidLoad方法里进行它的 viewControllers 的设置,然后再进入到每个 viewController 的 viewDidLoad 方法里进行更多的初始化操作。那么你觉得从 didFinishLaunchingWithOptions 到最后显示展示的 viewController 的 viewDidLoad 这些方法的执行顺序是怎么样的呢?

didFinishLaunchingWithOptions 开始执行

开始加载 TestTabBarController 的 viewDidLoad

didFinishLaunchingWithOptions 跑完了

开始加载 TestViewController 的 viewDidLoad, 然后执行一堆初始化的操作

在TestTabBarController 中操作了 TestViewController 的 view 的话,那么调用顺序将会是这样:

didFinishLaunchingWithOptions 开始执行

开始加载 TestTabBarController 的 viewDidLoad

开始加载 TestViewController 的 viewDidLoad, 然后执行一堆初始化的操作

didFinishLaunchingWithOptions 跑完了

这样的问题就是当我们把界面的初始化、网络请求、数据解析、视图渲染等操作放在了viewDidLoad 方法里,这样一来每次启动 APP 的时候,在用户看到第一个页面之前,我们要把这些事件全部都处理完,才会进入到视图渲染阶段。

一般来说,我们放到didFinishLaunchingWithOptions执行的代码,有很多初始化操作,如日志,统计,SDK配置等。尽量做到只放必需的,其他的可以延迟到MainViewController展示完成viewDidAppear以后。

* 日志、统计等必须在 APP 一启动就最先配置的事件

* 项目配置、环境配置、用户信息的初始化 、推送、IM等事件

* 其他 SDK 和配置事件

第一类,必须第一时间启动,仍然把它留在 didFinishLaunchingWithOptions 里启动。

第二类,这些功能在用户进入 APP 主体的之前是必须要加载完的,我把他放到广告页面的viewDidAppear启动。

第三类,由于启动时间不是必须的,所以我们可以放在第一个界面的 viewDidAppear 方法里,这里完全不会影响到启动时间。

优化后

这是优化后的启动时间

优化思路

梳理各个三方库,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。

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。

采用性能更好的API。

首页控制器用纯代码方式来构建。

另:[iOS]一次立竿见影的启动时间优化 提到了使用一个工具类来管理的方法,可以比较方便的管理优化。

总结

性价比最高的优化阶段就是t2的一些逻辑整理,尽量将不需要的耗时操作延迟到首屏展示之后执行。

同时一般来说,优化应该在项目完成稳定之后进行,避免过早优化.

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 158,560评论 4 361
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,104评论 1 291
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,297评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,869评论 0 204
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,275评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,563评论 1 216
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,833评论 2 312
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,543评论 0 197
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,245评论 1 241
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,512评论 2 244
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,011评论 1 258
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,359评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,006评论 3 235
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,062评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,825评论 0 194
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,590评论 2 273
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,501评论 2 268

推荐阅读更多精彩内容