iOS性能调优工具

2024-02-23 15:53:46

总结：

三类工具

基础工具（NSLog的方式记录运行时间.）
性能工具.检测各个部分的性能表现,找出性能瓶颈
内存工具.检查内存正确性和内存使用效率

性能工具：

可以衡量CPU的使用,时间的消耗,电池的消耗

一、Time Profile

启动Time Profile：Xcode ——> Product ——> Profile ——> Time Profile

使用Time Profiler调试程序，能获取到整个应用程序运行中所消耗的时间分布和百分比

使用Time Profile前有两点需要注意的地方：

1、一定要使用真机调试

在开始进行应用程序性能分析的时候，一定要使用真机。因为模拟器运行在Mac上，然而Mac上的CPU往往比iOS设备要快。相反，Mac上的GPU和iOS设备的完全不一样，模拟器不得已要在软件层面（CPU）模拟设备的GPU，这意味着GPU相关的操作在模拟器上运行的更慢，尤其是使用CAEAGLLayer来写一些OpenGL的代码时候，这就导致模拟器性能数据和用户真机使用性能数据相去甚远

2、应用程序一定要使用发布配置

在发布环境打包的时候，编译器会引入一系列提高性能的优化，例如去掉调试符号或者移除并重新组织代码。另iOS引入一种"Watch Dog"[看门狗]机制，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。开发者可以crashlog看到对应的日志，但Xcode在调试配置下会禁用"Watch Dog"

启动后如图

点击左上角红色按钮，开始调试

调试时注意右下方选项

Separate by Thread：每个线程应该分开考虑，只有这样你才能揪出那些大量占用CPU的"重"线程

Invert Call Tree：从上倒下跟踪堆栈，这意味着你看到的表中的方法，将已从第0帧开始取样，这通常你是想要的，只有这样你才能看到CPU中话费时间最深的方法，也就是说FuncA{FunB{FunC}} 勾选此项后堆栈以C->B-A 把调用层级最深的C显示在最外面

Hide System Libraries：勾选此项你会显示你app的代码，这是非常有用的。因为通常你只关心cpu花在你自己写的代码上的时间而不是花在系统代码上的时间

Flatten Recursion：递归函数, 每个堆栈跟踪一个条目

Top Functions：一个函数花费的时间直接在该函数中的总和，以及在函数调用该函数所花费的时间的总时间。因此，如果函数A调用B，那么A的时间报告在A花费的时间加上B花费的时间，这非常有用，因为它可以让你每次下到调用堆栈时挑最大的时间数字，归零在你最耗时的方法

最终调试界面如图

双击选中行查看代码

发现循环中的UIImage *image = [UIImage imageNamed:imageName];语句的时间消耗最长，度娘之：

UIImage初始化方法有两种

A：imagedNamed初始化

B：imageWithContentsOfFile初始化

二者不同之处在于，imageNamed默认加载图片成功后会内存中缓存图片，这个方法用一个指定的名字在系统缓存中查找并返回一个图片对象，如果缓存中没有找到相应的图片对象，则从指定地方加载图片然后缓存对象，并返回这个图片对象

而imageWithContentsOfFile则仅只加载图片，不缓存

大量使用imageNamed方式会在不需要缓存的地方额外增加开销CPU的时间来做这件事，当应用程序需要加载一张比较大的图片并且使用一次性，那么其实是没有必要去缓存这个图片的，用imageWithContentsOfFile是最为经济的方式，这样不会因为UIImage元素较多情况下，CPU会被逐个分散在不必要缓存上浪费过多时间

使用场景需要编程时，应该根据实际应用场景加以区分，UIimage虽小，但使用元素较多问题会有所凸显

内存工具：

关心内存泄露和内存垃圾问题

一、Analyze静态分析

一. 静态内存分析

所谓静态内存分析, 是指在程序没运行的时候, 通过工具对代码直接进行分析
- 根据代码的上下文的语法结构, 让编译器分析内存情况, 检查是否有内存泄露
作用
- 逻辑错误: 访问未初始化的变量或者野指针
- 声明错误: 声明了一个对象, 但是从未使用过
- 内存管理错误: 内存泄露
- 缺点: 静态内存分析由于是编译器根据代码进行的判断, 做出的判断不一定会准确, 因此如果遇到提示, 应该去结合代码上文检查一下
OC中的静态内存分析:
- 曾经在MRC环境下, OC的代码需要手动管理内存, 任何对象的引用, 都要伴随一次release操作, 否则很容易发生内存泄露, 因此在MRC环境下, 使用静态内存分析很有必要
- 而在目前的ARC环境下, 很少会发生内存泄露, 但是也会有很少数的情况导致内存泄露
  - 如Foundation对象与CoreFoundation对象的相互转化, CoreFoundation对象享用ARC机制, 所以容易发生内存泄露
Swift的静态内存分析
- Swift中, 使用了类型重映射机制, 他可以将对象转换成能够自动管理内存的对象, 不需要我们手动释放, 因此Swift在内存管理方面更为安全

二. 内存分配

作用
- 查看当前运行情况的内存分配
- 查看使用过的内存有没有释放掉
关于App中加载图片的注意点
- -imageNamed:
  - 该方法用于加载小图片/使用频率高的图片
  - 此方法加载过得图片, 在App运行期间, 始终会保有缓存, 这个缓存是由系统管理的, 无法通过代码销毁缓存
  - 当系统察觉到内存消耗过高, 就会自动释放这部分内存
```
  Search for an object whose name was set explicitly using the setName: method and currently resides in the image cache.
  该方法首先会从图片内存中查找
  Search the app's main bundle for a file whose name matches the specified string. 
  如果没有找到, 就在App的mainBundle中查找
  Search the Application Kit framework for a shared image with the specified name.
  如果bundle中也没有, 就会去framework的库中寻找
```
- -imageWithContentsOfFile:
  - 该方法用于加载大图片/使用率较低的图片
  - 它只是加载一次图片, 并且不会做缓存, 当对象释放的时候, 内存也就被释放掉了
  - 因此对于不常用的图片应该使用这个方法
图片在沙盒中的存在形式
1. 如果当前项目部署版本 <= 6.x: 那么所有图片就会直接暴露在沙盒的资源包中(main bundle), 不会进行压缩为Assets.car文件
2. 如果当前项目部署版本 >= 7.x
  - 放在Images.xcassets中的所有图片, 都会被压缩为Assets.car文件, 不会直接暴露在沙盒的资源包中
  - 而没有放在Images.xcassets的图片, 会直接暴露在沙盒的资源包中
3. 使用对比
  - 压缩为Assets.car的文件:
    - 这些图片不会暴露在外, 但是无法或得到这些图片的路径, 只能通过图片名-imageName来加载图片, 并且会产生缓存
    - 小图片/使用频率高, 放在image.xcassets中
  - 未压缩的图片:
    - 图片暴露在外, 可以通过imageWithContentOfFile来获得图片的路径, 不会有缓存
    - 大图片/使用频率低, 如新特性界面, 放在外面