iOS 性能优化知识梳理

iOS 性能优化知识梳理

1、概述

• 在性能优化中，最具参考的属性是FPS（Frames Per Second），其实就是屏幕刷新频率。苹果推荐iPhone的刷新频率是每秒60次，即每秒钟刷新屏幕60次。该属性在静态页面值为0，不具有参考价值，在动画或者滑动的时候，FPS才具有参考价值，FPS的值大小反应页面的流畅程度，当低于45时页面表现得比较卡顿。

2、图层混合和检测

• 图层混合 每一个layer是一个纹理，所有的纹理都以某种方式堆叠在其顶部。一个屏幕像素点，GPU需要算出怎么混合这些纹理来获得像素RGB值。 计算公式：R = S + D * (1 - Sa)，结果颜色是源色彩（顶端纹理）+目标色彩（低一层纹理）*（1-源色彩的透明度） 当Sa=0.5时，即源色彩不是不完全透明时，GPU需要进行计算，这种复合操作越多，GPU越忙碌，性能越差。 当Sa=1时，源色彩完全不透明，直接拷贝这层色彩，不需要做操作（因为都被它遮挡了），GPU节省了相当大的工作量
  
• 避免图层混合 1、确保控件opaque属性为true，确保backgroundColor不透明 2、如无特殊需要不要设置低于1的alpha值 3、确保UIImage没有alpha通道
  
• UILabel图层混合解决方法 iOS8以前，直接设置背景色为不透明即可 iOS8及之后，设置背景色为不透明并设置label.layer.masksToBounds=Yes（图层从CALayer变成UILabelLayer，周围多了一层透明的图层，使用masksToBounds裁剪调）
  
• 图层混合的检测 a、真机：XCode->Debug->View Debugging->Rendering->Color Blended Layers b、模拟器：XCode->Debug->Color Blended Layers
  

3、性能优化：初级

• 1、使用ARC管理内存
• 2、正确使用reuseIdentifier
• 3、尽量设置views为透明
• 4、避免过于庞大的xib
• 5、不阻塞主线程
• 6、尽量保持UIImageView和图片大小一致，网络图片可在其完成下载时在background线程调整图片大小然后再在主线程显示。
• 7、选择正确的collection Array：使用index找值很快，使用值查找元素很慢 Dictionary：键值对，使用键找值很快 Set：无序的一组值。使用值查找很快，插入/删除很快

4、性能优化：中级

• 1、重用和延迟加载Views（lazy load） a、更多的view渲染，意味着需要更多的cpu和内存消耗，对于那些嵌套很多view在ScrollView的app更是如此 b、可模范UITableView和UICollectionView重用view：不一次创建所有的subview，而是在需要的时候再创建，当它们完成使命后，将他们放置到重用队列中，这样只需要在滚动的时候创建view，避免不划算的开销
• 2、缓存（cache） a、缓存不经常改变但经常使用的数据 b、比如：服务器的响应（GET）、图片、计算结果和UITableView的行高等 c、NSCache和NSDictionary和类似，不同的是在系统回收内存的时候会删除NSCache的内容
• 3、权衡渲染方法，ImageView和图片保持大小
• 4、处理内存警告，删除内存缓存，比如图片、一些可以重新创建的objects的强引用等
• 5、重用大开销对象
• 6、适当使用属性持有初始化很慢的对象，比如NSDateFormatter和NSCalendar
• 7、避免反复处理数据，前后两端使用相同的数据结构
• 8、选择正确的数据格式，json解析比xml好，且便于传输
• 9、正确设置背景图片，大背景图使用UIImageView，比较小的使用colorWithPatternImage设置背景图
• 10、减少使用web特性。
• 11、使用shadowPath设置阴影。使用CoreAnimation画阴影，系统不得不先得出你的图形后再加上阴影，这样开销很大。使用shadow Path不一样，因为它是你预先计算好的，不用每次计算如何渲染。但是会有这样的问题，view的frame经常更新，会不断的计算来更新shadow path
• 12、选择正确的数据存储方式 a、数据库sqlite：性能层面和core data相似，操作方式不一样 b、core data：代表对象的graph model，sqlite就是一个dbms c、NSUserDefaults：plist文件，存储小数据 d、xml：读取整个文件到内存解析，性能相对不好。sax的话，操作复杂 e：NSCoding：读取文件，与xml的问题有点相似

5、性能优化：高级

• 1、加速启动时间，异步处理相对复杂的任务，避免加载比较庞大的Xib
• 2、创建很多临时变量的时候，使用autoreleasePool
• 3、选择是否缓存图片，imageNamed加载方式会缓存图片到内存中，imageWithContentsOfFile加载方式不缓存图片到内存中
• 4、避免日期格式转换，任何时候重用NSDateFormatter都是好的实践；使用时间戳转换比较好
• 5、对代码的优化：使用性能分析工具，包括静态Analyze工具和运行时Profile工具，使用time profiler监测启动时间和方法消耗时间，然后对其进行优化

6、UITableView优化

• 1、正确使用reuseIdentifier来重用cells
• 2、尽量使所有的views opaque，包括cell本身
• 3、避免渐变，图片缩放
• 4、缓存行高
• 5、如果cell的内容来自网络，使用异步加载，缓存结果
• 6、使用shadowPath画阴影
• 7、减少subviews的数量
• 8、尽量不使用cellForRowAtIndexPath，如果需要使用，只使用一次然后缓存
• 9、使用正确的数据结构存储数据
• 10、使用rowHeight、sectionFooterHeight和sectionHeaderHeight来设定高度，不请求delegate

7、光栅化解析

• 光栅化是将几何数据经过一系列变换后最终转变成像素，从而在设备上显示的过程，光栅化的本质是坐标变换、几何离散化

8、检测内存泄漏方式

• 1、instrument->leaks
• 2、instrument->allocations
• 3、pruduct中的静态analyze
• 4、MLeaksFinder腾讯团队出品
• 5、Debug Memory Graph

9、高性能画圆角

• 1、对于UIImageView，直接截取图片/或者像2一样使用core graphics画圆角
• 2、对于其他view，使用core graphics画圆角

- (UIImage *)drawImageWithImage:(UIImage *)image opaque:(BOOL)opaque cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius{
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(image.size, opaque, [[UIScreen mainScreen] scale]);
    CGRect rect = CGRectMake(0, 0, image.size.width, image.size.height);
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:rect byRoundingCorners:UIRectCornerAllCorners cornerRadii:CGSizeMake(cornerRadius, cornerRadius)];
    [path addClip];
    [image drawInRect:rect];
    UIImage *resultImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    return resultImage;
}

10、优化App电量和降低IPA包大小

优化App电量

• 1、CPU处理 a、少用定时器 b、不频繁写入数据，积攒到一定程度后再写入 c、数据比较大时，使用数据库 d、读写大量的数据使用dispath_io
  
• 2、网络 a、如果请求的网络数据相同，使用NSCache缓存 b、使用断点续传，避免网络失败后重新下载 c、网络不可用的时候，不尝试进行网络请求 d、长时间的网络请求，提供可以取消的操作 e、采用批量传输。下载视频流的时候，尽量一大块一大块的进行下载，广告可以一次下载多个。
  
• 3、定位 a、如果只是需要快速确定用户位置，最好使用CLLocationManaer的requestLocation方法，定位完成后，会自动让定位系统断电 b、如果不是导航应用，尽量不要实时更新位置，定位完毕后就关闭定位服务 c、降低定位精度，尽量不使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest d、需要后台定位时，尽量设置pauseLocationUpdatesAutomatically为Yes，用户不太可能移动的时候会关闭定位服务 e、尽量不要使用 startMonitoringSignificantLocationChanges，优先考虑startMonitoringForRegion:
• 4、图像

降低IPA包大小

• 1、可执行文件 a、编译优化:Strip Linked Product设置为YES，会移除Strip Style中的符号；Make Strings Read-Only设置为YES；Symbols Hidden by Default和Strip Debug Symbols During copy设置为YES b、去掉异常支持，比如C++异常支持（Enable C++ Exceptions设置为YES）、OC异常支持（Enable Objective-C Exceptions设置为YES）和Other C Flags添加-fno-exceptions
• 2、资源文件 a、去除没有用的资源 b、对资源（图片、音频、视频等）进行无损的压缩

11、离屏渲染

• 1、离屏渲染：在当前屏幕缓冲区外，开辟新的缓冲区进行操作
  
• 2、触发场景 a、圆角（与masksToBounds并用） b、图层蒙版 c、阴影 d、光栅化
  
• 3、性能影响 创建新的缓冲区，会触发OpenGL的多道渲染管线，图形上下文的切换会额外添加开销，增加GPU的工作；如果CPU和GPU的累积耗时超过16.67毫秒还没完成工作，会导致页面出现卡顿的情况
  
• 4、离屏渲染检测 真机：XCode->View Debugging->Rendering->Color Offscreen-Rendered Yellow，屏幕上显示黄色部分即为离屏渲染部分 模拟器：XCode->Debug->Color Offscreen-Rendered Yellow
  

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