一:性能优化策略
这一系列文章是我的读书笔记,整理一下,也算是温故而知新。
性能问题的处理流程
在以上的四个步骤中循环反复,直到问题解决。
Profile!不要猜!
性能优化的主要策略:
说起来惭愧,我真的很少遇到性能问题。以前假设中的性能问题,很多是根本不存在的。事前计划也杜绝了不了性能问题的产生,所以不如暂时忘记它吧。当然对于一些常识性的提高性能的设计,仍然是必须的。
二:iOS应用启动速度优化
很多app的开发者都不重视app的启动速度,这对于碎片化使用情景的用户来说,简直是灾难。
iOS应用的启动速度
应用启动时,会播放一个放大的动画。iPhone上是400ms,iPad上是500ms。最理想的启动速度是,在播放完动画后,用户就可以使用。
如果应用启动过慢,用户就会放弃使用,甚至永远都不再回来。抛开代码不谈,如果抱着PC端游和单机游戏的思维,在游戏启动时强加公司Logo,启动动画,并且用户不可跳过,也会使用户的成功使用率大大降低。
iOS系统的“看门狗"
为了防止一个应用占用过多的系统资源,开发iOS的苹果工程师门设计了一个“看门狗”的机制。在不同的场景下,“看门狗”会监测应用的性能。如果超出了该场景所规定的运行时间,“看门狗”就会强制终结这个应用的进程。开发者们在crashlog里面,会看到诸如0x8badf00d
这样的错误代码(“看门狗”吃了坏的食物,它很不高兴)。
场景 | “看门狗”超时时间 |
---|---|
启动 | 20秒 |
恢复运行 | 10秒 |
悬挂进程 | 10秒 |
退出应用 | 6秒 |
后台运行 | 10分钟 |
值得注意的是,Xcode在Debug的时候,会禁止“看门狗”。
如何测试启动时间
两种方法:一种使用NSLog,另外一种使用Time Profiler。
- 1 CFAbsoluteTime StartTime;
- 2 int main(int argc, char **argv) {
- 3 StartTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
- 4 // ... 5 } 6
- 7 - (void)applicationDidFinishLaunching:(UIApplication *)app {
- 8 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
- 9
- NSLog(@"Launched in %f sec", CFAbsoluteTimeGetCurrent() - StartTime);
- 10
- }); 11 // ... 12 }
-[UIApplication _reportAppLaunchFinished]
-[UIApplication _reportAppLaunchFinished]
的最后一帧,即可计算出启动时间iOS App启动过程
链接并加载Framework及static lib时需要注意:
初始化UIKit时需要注意:
应用程序的回调:
application:willFinishLaunchingWithOptions:
application:didFinishLaunchingWithOptions:
我一直认为设计的本质是折衷。当你为了100ms的启动速度优化欢欣不已,而无视那长达10秒的启动动画时,应该想想究竟什么是应该做的。做正确的事情比把事情做好更重要。
三:事件处理-拯救主线程
用户经常评论app的一个用词是“卡顿”,很大的因素是因为主线程被占用了。用户的事件是在主线程被处理的,包括点击、滚动、加速计、Proximity Sensor。
为了保证事件的平滑处理,需要进行如下优化:
最小化主线程的CPU占用
前面两篇文章,我们接触到了Time Profiler。使用它可以剖析不同线程的CPU使用情况,并给出调用堆栈的CPU时间占用百分比。如果app“卡顿”,并且在Time Profiler的结果可以找到明确的高占用堆栈,你需要把它优化掉。
为了得到更流畅的交互体验,iOS已经帮我们做了很多事情,Android就没有这么好运了。iOS将以下这些事情搬离了主线程:
注意滚动(Scrolling)不是一个动画,而是在Main Run Loop中不断接收事件并且处理。
这里是需要开发者们搞定的部分。磁盘、网络等I/O会阻塞线程,不要把它们放到主线程里。常用的技术有:
iOS 4.0后,易用的GCD技术被广泛使用。例如:
- dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0),
- ^{
- // do something in background dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
- // do something on main thread
- }); });
GCD的陷阱
GCD其实就是线程,只不过提供了一个更高层次的抽象。过多的线程一定会带来性能损失,因此GCD设计了一个最高允许的线程值(对开发者透明,不用管到底有多少)。那么如何解决这个问题呢?
另外一个陷阱是线程安全:
此外,iOS 4.3添加了DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND
,它拥有非常低的优先级。这个优先级只用于不太关心完成时间的真正的后台任务,如果要表示较低的优先级,你通常需要的是DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW
。
即使占用了很少的CPU时间(如果你在Time Profiler中看到这些的数据),也可能会阻塞主线程。磁盘、网络、Lock、dispatch_sync以及向其它进程/线程发送消息都会阻塞主线 程。Time Profiler只能检测出占用CPU过多的堆栈,但检测不了这些IO的问题。
大多数的阻塞事件,都会伴随着一个系统调用,如:
read/write
- 读写文件send/recv
- 收发网络数据psynch_mutex_wait
- 获得锁mach_msg
- IPCSystem Trace
这个Instrumentor,记录了所有的系统调用,以及每次调用的等待时间。如果你在System Trace里面发现了CPU Time很低,但Wait Time很高的调用,说明在主线程处理I/O已经严重损害了app的性能。
保证主线程的低CPU占用,将I/O移至其它线程,可以大大地提高主线程对交互事件的处理能力。我建议开发者朋友们写代码的时候,除非是以前遇到过的问题,都没有必要假设问题存在。80%的优化都是不必要的。
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