iOS啓動優化(一)性能檢測 字段含義 調試三方應用

前言:

項目啓動優化是每個APP都可以接入的技術,只不過針對不同的業務邏輯我們需要有不一樣的解決方案,因爲有大部分人的“優化”,是在處理自己放蕩不羈的代碼。

既然這裏我們要討論啓動優化,那麼我們從啓動檢測開始。啓動檢測一般我們會以main函數作爲分割點,main之前和main之後。

main之前稱爲per-main 階段。這個由dyld給你反饋應用的耗時。
main之後由開發者自己檢測。我們可以從main開始打點,到第一個頁面顯示爲止。

pre-main階段檢測

main函數之前的檢測蘋果提供了支持,具體配置方式來來來!上圖!

  • 首先進入Edit Scheme

  • 然後配置的 key 爲:DYLD_PRINT_STATISTICS

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  • 然後我們再運行項目,該項目 pre-main 的耗時就會在控制檯輸出。
Total pre-main time: 123.34 milliseconds (100.0%)
         dylib loading time:  46.83 milliseconds (37.9%)
        rebase/binding time:   3.01 milliseconds (2.4%)
            ObjC setup time:  18.58 milliseconds (15.0%)
           initializer time:  54.91 milliseconds (44.5%)
           slowest intializers :
             libSystem.B.dylib :   5.00 milliseconds (4.0%)
   libBacktraceRecording.dylib :   9.43 milliseconds (7.6%)
    libMainThreadChecker.dylib :  17.72 milliseconds (14.3%)
  libViewDebuggerSupport.dylib :  20.72 milliseconds (16.8%)

字段含義

dylib loading time 動態庫載入耗時

載入動態庫,這個過程中,會去裝載app使用的動態庫,而動態庫之間有它自己的依賴關係,所以會消耗時間去查找和讀取。
系統的動態庫,做了優化。所以從效率的角度來說,儘可能使用系統庫。
而對於開發者定義導入的動態庫(dynamically linked shared library),則需要在花費更多的時間。Apple官方建議儘量少的使用自定義的動態庫,或者考慮合併多個動態庫,其中一個建議是當大於6個的時候,則需要考慮合併它們。
在性能上出發將動態庫編譯成靜態庫也會優化這部分時間。

rebase/binding time 修正符號和綁定符號耗時

Rebase:在鏡像(MachO文件)內部調整指針的指向,針對mach-o在加載到內存中不是固定的首地址(ASLR)這一現象做數據修正的過程。
iOS4.3後引入了 ASLR ,MachO會被加載到隨機地址,這個隨機的地址跟代碼和數據指向的舊地址會有偏差。dyld 需要修正這個偏差,做法就是將 dylib 內部的指針地址都加上這個偏移量。
binding:將指針指向鏡像(MachO文件)外部的內容,binding就是將這個二進制調用的外部符號進行綁定的過程。

ObjC setup time OC類註冊的耗時

主要做以下幾件事來完成Objc Setup:
1、讀取二進制文件的 DATA 段內容,找到與 objc 相關的信息
2、註冊 Objc 類,ObjC Runtime 需要維護一張映射類名與類的全局表。當加載一個 MachO 時,它定義的所有的類都需要被註冊到這個全局表中;
3、讀取 protocol 以及 category 的信息,把category的定義插入方法列表 (category registration),
這一步的優化。

那麼針對這上面三個步驟,我們可以優化的方案是,不刻意的去減少幾個類,但是可以避免浪費。
隨着項目的不斷迭代,很多模塊和方法已經被廢棄但是卻一直留存在項目中,導致項目越來越臃腫。
我們可以使用一些工具來查找項目中沒有被用到的文件。從而達到優化。

initializer time

1、Objc的+load()函數
2、C++的構造函數屬性函數 形如attribute((constructor)) void DoSomeInitializationWork()
我們能做的就是將不必須在+load方法中做的事情延遲到+initialize中。
這是因爲+load方法是在app啓動的時候就被調用,而+initialize方法則是在Class第一次使用的時候才調用,相當於是懶加載了。可以把+load中的代碼移到initialize中,並結合dispatch_once來防止重複調用。
但是我們項目中只有在使用method swizzling的時候會在+load中調用方法。所以這一點也沒什麼好優化的。

針對main函數之後的時間檢測就通過打點記錄。
在main()、didFinishLaunchingWithOptions以及第一個頁面的viewDidAppear中打點,進行記錄,從而來計算Main函數之後的時間。

調試三方應用

文章的最後我想要補充一個小東西。就是三方應用的調試。因爲既然我們可以檢測到性能,那麼看看別人的應用性能如何是一件不錯的事情。廢話不多說!

  • 首先創建一個空工程運行到真機上!(我們要利用這個工程的描述文件)

  • 然後我們需要一個腳本,腳本代碼如下:

# ${SRCROOT} 它是工程文件所在的目錄
TEMP_PATH="${SRCROOT}/Temp"
#資源文件夾,我們提前在工程目錄下新建一個APP文件夾,裏面放ipa包
ASSETS_PATH="${SRCROOT}/APP"
#目標ipa包路徑
TARGET_IPA_PATH="${ASSETS_PATH}/*.ipa"
#清空Temp文件夾
rm -rf "${SRCROOT}/Temp"
mkdir -p "${SRCROOT}/Temp"
#----------------------------------------
# 1\. 解壓IPA到Temp下
unzip -oqq "$TARGET_IPA_PATH" -d "$TEMP_PATH"
# 拿到解壓的臨時的APP的路徑
TEMP_APP_PATH=$(set -- "$TEMP_PATH/Payload/"*.app;echo "$1")
# echo "路徑是:$TEMP_APP_PATH"
#----------------------------------------
# 2\. 將解壓出來的.app拷貝進入工程下
# BUILT_PRODUCTS_DIR 工程生成的APP包的路徑
# TARGET_NAME target名稱
TARGET_APP_PATH="$BUILT_PRODUCTS_DIR/$TARGET_NAME.app"
echo "app路徑:$TARGET_APP_PATH"

rm -rf "$TARGET_APP_PATH"
mkdir -p "$TARGET_APP_PATH"
cp -rf "$TEMP_APP_PATH/" "$TARGET_APP_PATH"
#----------------------------------------
# 3\. 刪除extension和WatchAPP.個人證書沒法簽名Extention
rm -rf "$TARGET_APP_PATH/PlugIns"
rm -rf "$TARGET_APP_PATH/Watch"
#----------------------------------------
# 4\. 更新info.plist文件 CFBundleIdentifier
#  設置:"Set : KEY Value" "目標文件路徑"
/usr/libexec/PlistBuddy -c "Set :CFBundleIdentifier $PRODUCT_BUNDLE_IDENTIFIER" "$TARGET_APP_PATH/Info.plist"
#----------------------------------------
# 5\. 給MachO文件上執行權限
# 拿到MachO文件的路徑
APP_BINARY=`plutil -convert xml1 -o - $TARGET_APP_PATH/Info.plist|grep -A1 Exec|tail -n1|cut -f2 -d\>|cut -f1 -d\<`
#上可執行權限
chmod +x "$TARGET_APP_PATH/$APP_BINARY"
#----------------------------------------
# 6\. 重簽名第三方 FrameWorks
TARGET_APP_FRAMEWORKS_PATH="$TARGET_APP_PATH/Frameworks"
if [ -d "$TARGET_APP_FRAMEWORKS_PATH" ];
then
for FRAMEWORK in "$TARGET_APP_FRAMEWORKS_PATH/"*
do
#簽名
/usr/bin/codesign --force --sign "$EXPANDED_CODE_SIGN_IDENTITY" "$FRAMEWORK"
done
fi
#注入
#yololib "$TARGET_APP_PATH/$APP_BINARY" "Frameworks/HankHook.framework/HankHook"

這個腳本可以生成一個腳本文件,或者直接拷貝代碼去配置!腳本中每個功能都寫上了註釋,不要無腦粘貼。

  • 在工程根目錄下新建文件夾,並將脫殼的三方iPA包放進去(我們已微信爲例)

  • 給工程添加腳本

  • 配置腳本並執行

接下來就可以將三方的應用運行到真機了。下面是微信的啓動時間。pre-main大概1.1秒。

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