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iOS 性能优化及AFNetworking源码解析

admin

11月 28, 2021

注意!这里全是个人花碎片时间整理,整理不易,转载请注明出处:https://www.cnblogs.com/shisishao/p/15084530.html

1、性能优化有哪些?

1、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
  • 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
  • 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
  • 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
  • Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源
    图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致
  • 控制一下线程的最大并发数量
  • 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、圆角)
  • 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
  • GPU能处理的最大纹理尺寸是4096×4096,一旦超过这个尺寸,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
  • 尽量减少视图数量和层次
  • 减少透明的视图(alpha<1),不透明的就设置opaque为YES
  • 尽量避免出现离屏渲染
2、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、耗电的主要来源及优化
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)
5、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
5、点位优化
  • 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:
5、APP的启动优化
1、pre-main阶段:
  • 查看main()函数之前耗时方法:在Xcode的菜单中选择Project→Scheme→Edit Scheme…,然后找到 Run → Environment Variables →+,添加name为DYLD_PRINT_STATISTICSvalue为1的环境变量。
Total pre-main time: 1.0 seconds (100.0%)
         dylib loading time: 108.34 milliseconds (9.8%)
        rebase/binding time:  90.54 milliseconds (8.2%)
            ObjC setup time:  20.12 milliseconds (1.8%)
           initializer time: 877.95 milliseconds (80.0%)
           slowest intializers :
             libSystem.B.dylib :   7.08 milliseconds (0.6%)
                  GPUToolsCore :  48.63 milliseconds (4.4%)
          libglInterpose.dylib : 537.58 milliseconds (49.0%)
           libMTLCapture.dylib :  21.97 milliseconds (2.0%) 
解读:
  • main()函数之前总共使用了1.0 s
    在94.33ms中,加载动态库用了08.34ms,指针重定位使用了90.54ms,ObjC类初始化使用了20.12ms,各种初始化使用了877.95ms。
  • 动态库加载越多,启动越慢。
  • ObjC类越多,启动越慢
  • C的constructor函数越多,启动越慢
  • C++静态对象越多,启动越慢
  • ObjC的+load越多,启动越慢
2、main()阶段:
  • 执行main()函数的耗时
  • 执行applicationWillFinishLaunching的耗时
  • rootViewController及其childViewController的加载、view及其subviews的加载

此阶段的优化才是我们app优化的核心与重点,大部分的启动时间消耗出现在此阶段,由于业务需要,我们会初始化各个三方库,推送、定位、im、埋点上报等基础服务的初始化,检查是否需要显示引导页、是否需要登录、是否有新版本等,由于历史原因,这里的代码容易变得比较庞大,启动耗时难以控制。所以,满足业务需要的前提下,didFinishLaunchingWithOptions在主线程里做的事情越少越好,可以把一些事情放在子线程去处理。

优化方向及方案
  • 1、梳理各个三方库,找到可以延迟加载的库,做延迟加载处理,或者用到此功能的时候再去加载。
  • 2、梳理业务逻辑,把可以延迟执行的逻辑,做延迟执行处理。比如检查新版本、注册推送通知等逻辑。
  • 3、复杂的计算(例如UI控件的位置信息及mode的解析)放到子线程中去处理。
  • 4、避免在首页控制器的viewDidLoad和viewWillAppear做太多事情,部分可以延迟创建的视图应做延迟创建/懒加载处理。
  • 5、首页控制器用纯代码方式来构建,xib及storyboard创建的界面第一次加载的时候相对来说要比纯代码加载速度稍慢。

2、AFNetworking源码解析

  • 先看下AFNetworking的代码结构:
    image

可以看到AFN分为5个功能模块:

  • 网络通信模块(最核心)(AFURLSessionManager、AFHTTPSessionManager)
  • 网络状态监听模块(Reachability)
  • 网络通信安全策略模块(Security)
  • 网络通信信息序列化/反序列化模块(Serialization)
  • 对于iOS UIkit库的拓展(UIKit)

在分析AFNetworking之前先来介绍一下使用 NSURLSession 发起一次网络请求的步骤:

  1. 创建NSURLSessionCoftig对象
  2. 创建NSURLSession对象
  3. 创建task
  4. 调用resume开始执行请求
  5. 代理响应网络事件及数据
核心类讲解:

1.AFURLSessionManager

  • AFURLSessionManager遵守NSSecureCoding, NSCopying两个协议,以及遵守
    NSURLSessionDelegate,NSURLSessionTaskDelegate,NSURLSessionDataDelegate,NSURLSessionDownloadDelegate四个代理。在AFURLSessionManager中实现协议里的方法,用来处理网络请求中不同的情况:例如:暂停,取消,数据保存,更新数据进度条一样。
属性 含义
NSURLSession *session 会话管理器管理的绘画
NSOperationQueue *operationQueue 用于执行代理回调方法的队列
id responseSerializer 返回数据的解析器
AFSecurityPolicy *securityPolicy 安全会话使用的安全策略
AFNetworkReachabilityManager *reachabilityManager 网络状态管理器
NSArray *tasks 当前会话所关联的所有任务,包括数据请求、下载、上传任务
NSArray *dataTasks 当前会话所有关联的数据请求任务
NSArray *uploadTasks 当前会话关联的上传任务
NSArray *downloadTasks 当前会话关联的下载任务
dispatch_queue_t completionQueue 指定 completionBlock 执行的队列,默认为Null,使用主队列
dispatch_group_t completionGroup 指定 completionBlock 执行的线程组,默认为NULL,将创建一个私有线程组
关键方法名 含义
– (instancetype)initWithSessionConfiguration:(nullable NSURLSessionConfiguration *)configuration 如果入参configuration为nil,则调用NSURLSessionConfiguration的defaultSessionConfiguration方法,创建一个会话配置,并使用该配置创建一个会话对象,同时还初始化了安全策略、锁、返回数据解析器(JSON 数据解析器)等属性。
– (void)invalidateSessionCancelingTasks:(BOOL)cancelPendingTasks resetSession:(BOOL)resetSession 此方法是取消会话Session,发现cancelPendingTasks是一个BOOL类型,如果返回NO,意思是允许会话中的任务执行完毕后,再取消会话,但是会话一经取消将无法重启;反之如果返回YES,那么直接取消会话,其相关联的任务和回调都将会释放。
– (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request uploadProgress:(nullable void (^)(NSProgress *uploadProgress))uploadProgressBlock downloadProgress:(nullable void (^)(NSProgress *downloadProgress))downloadProgressBlock completionHandler:(nullable void (^)(NSURLResponse *response, id _Nullable responseObject, NSError * _Nullable error))completionHandler 创建数据服务,这里在使用会话对象 session 和入参 request 创建任务时,如果 NSFoundationVersionNumber 的值小于 NSFoundationVersionNumber_iOS_8_0 那么 dataTask 的创建会放在 af_url_session_manager_creation_queue 串行队列中同步执行,否则就由当前线程执行
– (void)addDelegateForDataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask uploadProgress:(nullable void (^)(NSProgress *uploadProgress)) uploadProgressBlock downloadProgress:(nullable void (^)(NSProgress *downloadProgress)) downloadProgressBlock completionHandler:(void (^)(NSURLResponse *response, id responseObject, NSError *error))completionHandler 在这个方法中会创建一个AFURLSessionManagerTaskDelegate对象,设置其相关联的管理器,任务描述以及回调等苏醒,还会将当前会话注册为监听者,监听 task 任务发出的 AFNSURLSessionTaskDidResumeNotificationAFNSURLSessionTaskDidSuspendNotification 通知。当接收到该通知后,分别执行 taskDidResume:taskDidSuspend: 方法,在这两个方法中又发出了 AFNetworkingTaskDidResumeNotificationAFNetworkingTaskDidSuspendNotification 通知。

2.AFHTTPSessionManager

  • AFHTTPSessionManager是继承AFURLSessionManager并遵守 NSSecureCoding, NSCopying,所以AHFTTPSessionManager相当于对AFURLSessionManager做了一层封装,提供了各种请求方式POST、PUT、GET、DELETE、PATCH等

  • 请求方式:
    1. GET 请求是向服务端发起请求数据,用来获取或查询资源信息
    2. POST 请求是向服务端发送数据的,用来更新资源信息,它可以改变数据的种类等资源
    3. PUT 请求和POST请求很像,都是发送数据的,但是PUT请求不能改变数据的种类等资源,它只能修改内容
    4. DELETE 请求就是用来删除某个资源的
    5. PATCH 请求和PUT请求一样,也是用来进行数据更新的,它是HTTP verb推荐用于更新的
    在实际开发过程中,我们还是使用【GET 和 POST】请求是最多的。

这里只做核心模块的讲解,其他几个模块暂时不做讲解。

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