SKT_iOS优化策略

一、网络优化

1、NSCache缓存、Last-Modified、ETag

网络缓存有不同的分类方法，我们这里主要按照功能进行划分：

重度使用缓存的App： 微信、微博、网易新闻、携程、去哪儿等等。

首先要知道，POST请求不能被缓存，只有 GET 请求能被缓存。因为从数学的角度来讲，GET 的结果是 幂等 的，就好像字典里的 key 与 value 就是幂等的，而 POST 不 幂等 。缓存的思路就是将查询的参数组成的值作为 key ，对应结果作为value。

所以很抱歉，我们的BloomAPP不适用这一条

2、失败重发、缓存请求有网发送

• 失败重发目前这一块我们参考的做法是和微博的做法
• 尝试三次重发，如果都失败将msg反馈给用户
• iOS开发中，一般都是通过AFN搭建一个简易的网络模块来进行与服务器的通信，这一模块要优化好没那么简单，需要花费很多时间与精力
• 理论上来说，我们应该尽量让每个请求的成功率都达到最高，但是客户端流量、带宽、电量、服务器压力等都是有限的资源，所以只能采取将关键性请求做高强度的可靠性保证。
• 比较好的做法，是将Request按业务分类：
  　　　　第一类，关键核心业务，期望在任何条件下能百分百送达服务器。
  　　　　第二类，重要的内容请求、数据展示，需要较高的成功率。
  　　　　第三类，一般性内容请求，对成功率无要求。

3、DNS解析

“未找到主机名”，这是很常见的错误。出现这个错误，按理来说，应该也是正常的。但郁闷的是，常常别的应用能正常使用，偏就是自己开发的应用不行，这实在令人头痛。

解析原因

目前很多 APP 会用 HTTP/HTTPS 来进行网络交互。APP 会用域名访问接口，正常情况下，如果设备网络畅通的情况下，都是能正常访问到服务器的。但是 DNS 劫持、UDP 不稳定等，导致经常出现域名无法解析的情况，自然也就无法正常请求了。

解决方案

找到了问题所在，自然也就是解决方法了。
1、替换系统的域名解析方案；目前 iOS 和 安卓 都是无法替换的，自然行不通了。
2、用 IP 访问；即不采用域名的形式，直接用 IP 访问，自然也是不存在域名解析的问题了。

直接用完全不用域名，只用 IP 访问也是不可能的。现在大家一般都将服务器托管在各大服务商处，说不定哪天将换到另一台服务器，新用了另一个 IP 呢；再说现在很多资源为了能尽快访问到，都会采用 CDN，固定 IP 就更不太可能了。所以好的办法就是我们手动将 host 替换成 IP。如：http://api.example.com/path 替换成：http://124.12.42.xx/path，如果是在 IPv6 的环境下则是：http://[2002:0:0:0:0:0:7c0c:xxx]/path。

DNS解析需要注意的点比较多，这里暂时不展开讨论，具体情况还要具体处理

4、弱网处理

弱网优化方案一：“快链路”

• TCP/IP协议栈参数调优
  
  • 控制传输包大小
  • 放大TCP拥塞窗口
  • 调大RTO（Retransmission TimeOut）初始值
  • 禁用TCP快速回收
  • HTTP协议：打开SOCKET的TCP_NODELAY选项
• 接入调度
  
  • 就快接入
  • 去DNS的IP直连
  • 网络可达性探测
• 链路管理
  
  • 链路复用
  • 区分网络类型的超时管理
  • 优质网络下的并发链路
  • 轻重链路分离
  • 长链接（适合IM项目）
  • 小心重试
  • 及时反馈
• IO管理
  
  • 异步IO
  • 并发控制
  • 推拉结合
  • 断点续传

弱网优化方案二：“轻往复”

• 协议二进制化
• 高效协议
• 协议精简
• 协议合并
• 增量技术
• 包压缩

弱网优化方案三：“强监控”

• 接入三方SDK进行数据采集、汇总和分析机制 （友盟、bugly等）
• 自家服务器进行数据采集、汇总和分析机制

弱网优化方案四：“多异步”

• 网络交互可否延后
• 网络内容可否预先加载
• 用户体验可否降级
• 端和云孰轻孰重

关于弱网这一块，后期会加入一些具体例子来说明我们的优化策略

二、性能优化

1、卡顿优化-CPU与GPU

• 在屏幕成像的过程中，CPU和GPU起着至关重要的作用

  • CPU（Central Processing Unit，中央处理器）
    对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局计算、文本的计算和排版、图片的格式转换和解码、图像的绘制（Core Graphics）

  • GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）
    纹理的渲染
    

• 在iOS中是双缓冲机制，有前帧缓存、后帧缓存

• 屏幕成像原理
  

• 卡顿产生的原因
  

• 卡顿解决的主要思路
  
  • 尽可能减少CPU、GPU资源消耗
• 按照60FPS的刷帧率，每隔16ms就会有一次VSync信号

卡顿优化 - CPU

1、尽量用轻量级的对象，比如用不到事件处理的地方，可以考虑使用CALayer取代UIView

2、不要频繁地调用UIView的相关属性，比如frame、bounds、transform等属性，尽量减少不必要的修改

3、尽量提前计算好布局，在有需要时一次性调整对应的属性，不要多次修改属性

4、Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源

5、图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致

6、控制一下线程的最大并发数量

7、尽量把耗时的操作放到子线程
文本处理（尺寸计算、绘制）
图片处理（解码、绘制）

卡顿优化 - GPU

1、尽量避免短时间内大量图片的显示，尽可能将多张图片合成一张进行显示

2、GPU能处理的最大纹理尺寸是4096x4096，一旦超过这个尺寸，就会占用CPU资源进行处理，所以纹理尽量不要超过这个尺寸

3、尽量减少视图数量和层次

4、减少透明的视图（alpha<1），不透明的就设置opaque为YES

5、尽量避免出现离屏渲染

2、离屏渲染

• 在OpenGL中，GPU有2种渲染方式

  • On-Screen Rendering：当前屏幕渲染，在当前用于显示的屏幕缓冲区进行渲染操作
  • Off-Screen Rendering：离屏渲染，在当前屏幕缓冲区以外新开辟一个缓冲区进行渲染操作

• 离屏渲染消耗性能的原因

  • 需要创建新的缓冲区
  • 离屏渲染的整个过程，需要多次切换上下文环境，先是从当前屏幕（On-Screen）切换到离屏（Off-Screen）；等到离屏渲染结束以后，将离屏缓冲区的渲染结果显示到屏幕上，又需要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕

• 哪些操作会触发离屏渲染？

  • 光栅化，layer.shouldRasterize = YES

  • 遮罩，layer.mask

  • 圆角，同时设置layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0
    考虑通过CoreGraphics绘制裁剪圆角，或者叫美工提供圆角图片

  • 阴影，layer.shadowXXX
    如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染

3、卡顿检测

• 平时所说的“卡顿”主要是因为在主线程执行了比较耗时的操作
• 可以添加Observer到主线程RunLoop中，通过监听RunLoop状态切换的耗时，以达到监控卡顿的目的

4、耗电优化

耗电的主要来源

• CPU处理 Processing
• 网络 Networking
• 定位 Location
• 图像 Graphics

耗电优化

• 尽可能降低CPU、GPU功耗

• 少用定时器

• 优化I/O操作

  • 尽量不要频繁写入小数据，最好批量一次性写入
  • 读写大量重要数据时，考虑用dispatch_io，其提供了基于GCD的异步操作文件I/O的API。用dispatch_io系统会优化磁盘访问
  • 数据量比较大的，建议使用数据库（比如SQLite、CoreData）

• 网络优化

  • 减少、压缩网络数据
  • 如果多次请求的结果是相同的，尽量使用缓存
  • 使用断点续传，否则网络不稳定时可能多次传输相同的内容
  • 网络不可用时，不要尝试执行网络请求
  • 让用户可以取消长时间运行或者速度很慢的网络操作，设置合适的超时时间
  • 批量传输，比如，下载视频流时，不要传输很小的数据包，直接下载整个文件或者一大块一大块地下载。如果下载广告，一次性多下载一些，然后再慢慢展示。如果下载电子邮件，一次下载多封，不要一封一封地下载

• 定位优化

  • 如果只是需要快速确定用户位置，最好用CLLocationManager的requestLocation方法。定位完成后，会自动让定位硬件断电
  • 如果不是导航应用，尽量不要实时更新位置，定位完毕就关掉定位服务
  • 尽量降低定位精度，比如尽量不要使用精度最高的kCLLocationAccuracyBest
  • 需要后台定位时，尽量设置pausesLocationUpdatesAutomatically为YES，如果用户不太可能移动的时候系统会自动暂停位置更新
  • 尽量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges，优先考虑startMonitoringForRegion:
• 硬件检测优化
  
  • 用户移动、摇晃、倾斜设备时，会产生动作(motion)事件，这些事件由加速度计、陀螺仪、磁力计等硬件检测。在不需要检测的场合，应该及时关闭这些硬件

5、启动优化

• APP的启动可以分为2种

  • 冷启动（Cold Launch）：从零开始启动APP
  • 热启动（Warm Launch）：APP已经在内存中，在后台存活着，再次点击图标启动APP

• APP启动时间的优化，主要是针对冷启动进行优化

• 通过添加环境变量可以打印出APP的启动时间分析（Edit scheme -> Run -> Arguments）

  • DYLD_PRINT_STATISTICS设置为1
  • 如果需要更详细的信息，那就将DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS设置为1

• app的冷启动可以概括为3大阶段

  • dyld
  • runtime
  • main

• dyld

  • dyld（dynamic link editor），Apple的动态链接器，可以用来装载Mach-O文件（可执行文件、动态库等）

  • 启动APP时，dyld所做的事情有

    • 装载APP的可执行文件，同时会递归加载所有依赖的动态库
    • 当dyld把可执行文件、动态库都装载完毕后，会通知Runtime进行下一步的处理

• runtime

  • 启动APP时，runtime所做的事情有

    • 调用map_images进行可执行文件内容的解析和处理
    • 在load_images中调用call_load_methods，调用所有Class和Category的+load方法
    • 进行各种objc结构的初始化（注册Objc类 、初始化类对象等等）
    • 调用C++静态初始化器和attribute((constructor))修饰的函数

  • 到此为止，可执行文件和动态库中所有的符号(Class，Protocol，Selector，IMP，…)都已经按格式成功加载到内存中，被runtime 所管理

• main

  • main之后就是是init
• 总结三大阶段
  
  • APP的启动由dyld主导，将可执行文件加载到内存，顺便加载所有依赖的动态库
  • 并由runtime负责加载成objc定义的结构
  • 所有初始化工作结束后，dyld就会调用main函数
  • 接下来就是UIApplicationMain函数，AppDelegate的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法

按照不同阶段启动优化

• dyld

  • 减少动态库、合并一些动态库（定期清理不必要的动态库）
  • 减少Objc类、分类的数量、减少Selector数量（定期清理不必要的类、分类）
  • 减少C++虚函数数量
  • Swift尽量使用struct

• runtime

  • 用+initialize方法和dispatch_once取代所有的attribute((constructor))、C++静态构造器、ObjC的+load

• main

  • 在不影响用户体验的前提下，尽可能将一些操作延迟，不要全部都放在finishLaunching方法中
  • 按需加载

6、安装包瘦身

• 安装包（IPA）主要由可执行文件、资源组成

• 资源（图片、音频、视频等）

  • 采取无损压缩
  • 去除没有用到的资源： https://github.com/tinymind/LSUnusedResources

• 可执行文件瘦身

  • 编译器优化

    • Strip Linked Product、Make Strings Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES
    • 去掉异常支持，Enable C++ Exceptions、Enable Objective-C Exceptions设置为NO， Other C Flags添加-fno-exceptions

  • 利用AppCode（https://www.jetbrains.com/objc/）检测未使用的代码：菜单栏 -> Code -> Inspect Code

  • 编写LLVM插件检测出重复代码、未被调用的代码

• 生成LinkMap文件，可以查看可执行文件的具体组成
• 可借助第三方工具解析LinkMap文件： https://github.com/huanxsd/LinkMap

三、内存管理

1、内存泄漏

2、ARC

四、架构优化