在我们的社交 APP 上，⽤户的动态由精美的照⽚ 、视频和⽂字组成。对于每张照⽚和视频， 我 们都会展示出完整的标题和五个最新评论。由于⽤户喜欢使⽤标题来讲述照⽚背后的故事， 因此它们通常很⻓ 、很复杂， 并且可能包含超链 接和表情符号。渲染如此复杂的⽂本带来了⼀些问题， 它在滚动时造成性能下降。
即使在 iPhone 12 这样的新设备上， 复杂标题的初始⽂本绘制需要⻓达 50 毫秒， ⽽⽂本展示 需要⻓达 30 毫秒， 渲染速度很慢。⽂本问题还是简单问题， 有时我们需要加载更加复杂的图⽚甚⾄视频。所有这些步骤都发⽣在 UI 线程上， 导致app在⽤户滚动时丢帧。
基础知识：
在开始之前， 最好先了解本⽂的基本概念。
主线程不应该⽤于繁重的操作， ⽽主要⽤于：
1. 接受⽤户输⼊/交互；
2. 显示结果并更新 UI。
当主线程必须处理太多操作时， 最常⻅的后果是出现丢帧现象， 当我们不能保证 60 fps （每 16.67 毫秒⼀帧） 时就会发⽣这种现象。
精准地识别并调试丢帧问题
有时我们很容易发现掉帧问题， 因为掉帧最常⻅的表现形式是⽆响应/卡顿。
我们可以使⽤友盟+ U-APM检查在 iPhone12 这样的新款设备上是否会发⽣卡顿。
显⽽易⻅在 iPhone12 上也发⽣了卡顿， 由此推断我们的代码存在优化空间， ⽽并⾮⽤户的设备 配置问题 。接下来， 我们需要更准确的⽅法来跟踪卡顿问题。我们尝试了使⽤ CADisplayLink 和 TimeProfiler。
使⽤ CADisplayLink 类：
class DroppingFramesHelper: NSObject {
private var firstTime: TimeInterval = 0.0
private var lastTime: TimeInterval = 0.0
func activate() {
let link = CADisplayLink(target: self, selector: #selector(updat
link.add(to: .main, forMode: .commonModes)
}
@objc private func update(link: CADisplayLink) {
if lastTime == 0 {
firstTime = link.timestamp
lastTime = link.timestamp
}
let currentTime = link.timestamp
let elapsedTime = floor((currentTime - lastTime) * 10_000)/10
let totalElapsedTime = currentTime - firstTime
if elapsedTime > 16.7 {
print("[DFH] Frame was dropped with elpased time of \(elapse
}
lastTime = link.timestamp
}
}
然后， 在 AppDelegate 的⽅法中访问它的⼀个实例：
didFinishLaunchingWithOptions：DroppingFramesHelper().activate()
现在， 如果测试程序出现丢帧的情况， 我们可以在控制台上监控它们：
采取的措施
现在通过控制台和友盟+ U-APM知道了掉帧的情况存在， 我们能做些什么呢？ 可以采取⼀些下⾯这些措施：
（1） 减少视图和透明视图的数量
（2） 最⼩化“连续调⽤函数”中的负载
（3） 解码 JPEG 图像
（4） 离屏渲染
我们将会⼀⼀进⾏讨论。
1.减少试图和透明试图的数量
为了提⾼应⽤程序的性能， ⾸先要做的事是：
• 减少视图的数量
• 降低透明度
解决的⽅法很简单：
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label.layer.opacity = 1.0 label.backgroundColor = .white |
为了更加容易地观察到重叠的透明度， 我们可以使⽤ ⼀个⾮常⽅便的⼯具： 调试-> 视图调试 - > 渲染 ->颜⾊混合层。
这个⼯具让我们可以轻松地发现重叠的视图， 如下图所示：
在我们不需要时， 这⾥使⽤标签将背景颜⾊设置为不清晰。
2.最小化“连续调用函数”中的负载
显⽽易⻅， 像 cellForItemAt indexPath 或 scrollViewDidScroll 这样被连续调⽤的函数必须运算得⾮常快。
所以我们尽可能使⽤最“单纯”的视图/单元格， 并使⽤⾮常轻巧快速的运算⽅法。 （例如， 不涉及布局约束、对象分配的配置）
3.解码JPEG图像
当我们处理丢帧问题时， 常⻅的“可优化点”是图像解码。
通常， 这个操作是在主线程上是由 imageViews 完成的， 但在图像⾮常⼤的时候会导致我们的 应⽤程序变慢。
为了缓解这个问题， ⼀种解决⽅案是将解码⼯作移⾄后台队列。这样， 操作不会像UIImageView 采⽤的正常解码那样⾼效， 但 mainThread 将是空闲的。
在后台解码图像：
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extension UIImage { class func decodedImage(_ image: UIImage) -> UIImage? { guard let newImage = image.cgImage else { return nil } |
// To optimize this, you can some cache control.
let colorspace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB()
let context = CGContext(data: nil,
width: newImage.width,
height: newImage.height,
bitsPerComponent: 8,
bytesPerRow: newImage.width * 4,
space: colorspace,
bitmapInfo: CGImageAlphaInfo.noneSkipFir
context?.draw(newImage, in: CGRect(x: 0, y: 0, width: newImage.w
let drawnImage = context?.makeImage()
if let drawnImage = drawnImage {
return UIImage(cgImage: drawnImage)
}
return nil
}
}
可以添加⼀些进⼀步的缓存控制以提⾼效率：
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import UIKit class AsyncImageView: UIView { private var _image: UIImage? var image: UIImage? { get { return _image } set { _image = newValue layer.contents = nil guard let image = newValue else { return } DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async { DispatchQueue.main.sync { } let decodedImage = UIImage.decodedImage(image) DispatchQueue.main.async { self.layer.contents = decodedImage?.cgImage } } } } |
可以使⽤“AsyncImageView”, 在后台线程⽽不是主线程中解码图像。
为什么使用DispatchQueue.main.sync{}？
在 debug 的前期我们尝试不使⽤sync， 但是程序发⽣了崩溃⾏为。为了找出原因， 我们使⽤了 友盟+ U-APM 的异常检测进⾏测试。
可以从图中看出， 代码导致了 OOM 内存异常报警， 这是由于内存警告是在主线程上处理的， ⽽我们正在后台处理图像， 所以如果我们使⽤太多内存， 就会出现意外⾏为并带来极⼤⻛险 （例 如图中发⽣的崩溃）
4.离屏渲染
当我们处理 UI 元素的特定属性时， 可能会遇到⼀些离屏渲染问题， 因为我们需要在呈现它们之 前准备渲染这些元素。这意味着⼤量使⽤ CPU 和 GPU。
如何发现这种问题？
我们使⽤了⼯具： Debug -> View Debugging -> Rendering -> Color Offscreen-Rendered Yellow。和前⽂第⼆点的例⼦相似， 使⽤此⼯具， 我们可以发现以⻩⾊或红⾊突出显示的元素。
以下代码内容：
imageView.layer.cornerRadius = avatarImageHeight / 2.0 |
我们使⽤ UIBezierPath 代替， 它可以简单地解决特定的离屏渲染问题：
|
extension UIImage { class func circularImage(from image: UIImage, size: CGSize) let scale = UIScreen.main.scale let circleRect = CGRect(x: 0, y: 0, width: size.width *
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(circleRect.size, |
-> UIImage? {
scale, height:
false, scale) |
|
let circlePath = UIBezierPath(roundedRect: circleRect, cornerRadius: c circlePath.addClip()
image.draw(in: circleRect)
if let roundImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext() { return roundImage }
return nil } } | |
简而言之，以下是通过调试得出的几点经验：
1.避免CornerRadius属性：
2. 避免使⽤ ShouldRasterize；
3. 使⽤ .rounded() 值， 因为更容易计算。
4. Shadows 也会导致离屏渲染。
其他经验：
读者还可以尝试⼀下以下的优化建议：
1. ⽂本测量 （boudingRectWithSize） ， 但是 debug 过程可能⾮常繁重。 除⾮⾮常需要， 否则 请尽量避免使⽤它们。
2. 检查结构布局， 尤其是使⽤⾃动布局并且必须⽀持旧设备时。
3. 尝试将⼯作放⼊后台队列， 但请注意内存警告。
作者：郑文韬