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iOS App启动优化(一)—— 了解App的启动流程

级别:★☆☆☆☆
标签:「iOS」「启动流程」「启动优化」
作者: 647
审校: QiShare团队


前言:
最近,小编在看戴铭老师的技术分享,感觉收获很多。基于最近的学习,小编总结了一些App启动优化上的知识点,并计划落地一系列App启动优化的文章。

目录如下:
iOS App启动优化(一)—— 了解App的启动流程
iOS App启动优化(二)—— 使用“Time Profiler”工具监控App的启动耗时
iOS App启动优化(三)—— 自己做一个工具监控App的启动耗时


本篇将介绍App的两种启动方式:“冷/热启动”、App完整启动流程以及“优化思路”。

一、“冷启动”与“热启动”

首先,我们先来区分两个启动的概念。

  • 冷启动:
    App点击启动前,此时App的进程还不在系统里。
    需要系统新创建一个进程分配给App。(这是一次完整的App启动过程)

  • 热启动:
    App在冷启动后用户将App退回后台,此时App的进程还在系统里。
    用户重新返回App的过程。(热启动做的事较少)

主要区别:

名称 区别
冷启动 启动时,App的进程不在系统里,需要开启新进程。
热启动 启动时,App的进程还在系统里,不需要开启新进程。

二、App的完整启动流程(冷启动流程)

主要分为三个阶段:

  1. main() 函数执行前(pre-main阶段)
  2. main() 函数执行后(从main函数执行,到设置self.window.rootViewController执行完成)
  3. 首屏渲染完成后(从self.window.rootViewController执行完成到didFinishLaunchWithOptions方法作用域结束)

(1)main函数执行前,系统会做的事:
  • 加载可执行文件。(App里的所有.o文件)

  • 加载动态链接库,进行rebase指针调整和bind符号绑定。

  • ObjCruntime初始化。 包括:ObjC相关Class的注册、category注册、selector唯一性检查等。

  • 初始化。 包括:执行+load()方法、用attribute((constructor))修饰的函数的调用、创建C++静态全局变量等。

简单来说,
App启动后,首先,系统内核(Kernel)创建一个进程。
其次,加载可执行文件。(可执行文件是指Mach-O格式的文件,也就是App中所有.o文件的集合体)这时,能获取到dyld(dyld是苹果的动态链接器)的路径。
然后,加载dyld,主要分为4步:
1 . load dylibs:这一阶段dyld会分析应用依赖的dylib,找到其mach-o文件,打开和读取这些文件并验证其有效性,接着会找到代码签名注册到内核,最后对dylib的每一个segment调用mmap()
2 . rebase/bind:进行rebase指针调整和bind符号绑定。
3 . ObjC setup:runtime运行时初始化。包括ObjC相关Class的注册、category注册、selector唯一性检查等。
4 . Initializers:调用每个ObjC类与分类的+load方法,调用attribute((constructor))修饰的函数、创建C++静态全局变量。


(2)main函数执行后:

main函数执行后的阶段,指的是:从 main 函数执行开始,到 appDelegatedidFinishLaunchingWithOptions方法里首屏渲染相关方法执行完成。 即,从main函数执行到设置self.window.rootViewController执行完成的阶段。

  • 首屏初始化所需配置文件的读写操作;

  • 首屏列表大数据的读取;

  • 首屏渲染的大量计算;

main函数执行后


(3)首屏渲染完成后:

首屏渲染完成后的阶段,指的是:didFinishLaunchingWithOptions方法作用域 内执行首屏渲染后的所有方法执行。 即从设置self.window.rootViewControllerdidFinishLaunchWithOptions方法作用域结束。

这个阶段,首屏已经渲染完成。

需要做的事:

  • 初始化一些首屏展示不需要的功能。

  • 优化主线程,先处理会卡住主线程的方法,不能影响到用户的后续操作。


三、具体优化思路

用户能感知到的启动时长主要是在 “main函数执行前” 、**“main函数执行后到首屏渲染完成”**的阶段。

main函数执行前,优化思路如下:

(1)减少使用 +load() 方法
  • 方案一:如果可能的话,将+load中的内容,放到渲染完成后做。

  • 方案二:使用+initialize()的方法代替+load(),注意把逻辑移动到+initialize()时,要注意避免+initialize()的重复调用问题,可以使用dispatch_once()让逻辑只执行一次。

小知识点:+load()+initialize()两者的区别?
+load()方法会在main()函数调用前就调用,而+initialize()是在类第一次使用时才会调用。
+load方法的调用优先级: 父类 > 子类 > 分类,并且不会被覆盖,均会调用。
+load方法是在main() 函数之前调用,所有的类文件都会加载,包括分类也会加载。 +initialize方法的调用优先级:分类 > 子类,父类 > 子类。(父类的分类重写了+initialize方法会覆盖父类的+initialize方法)

(2)合并多个动态库

苹果公司建议使用更少的动态库,并且建议在使用动态库的数量较多时,尽量将多个动态库进行合并。数量上,苹果公司最多可以支持6个非系统动态库合并为一个。

(3)优化类、方法、全局变量

减少加载启动后不会去使用的类或方法;少用C++全局变量;

main函数执行后,优化方案如下:

(4)优化首屏渲染前的功能初始化

main函数执行后到首屏渲染完成前,只处理首屏渲染相关业务。 首屏渲染外的其他功能放到首屏渲染完成后去初始化。

(5)优化主线程耗时操作,防止屏幕卡顿。

首先检查首屏渲染前,主线程上的耗时操作。将耗时操作滞后或异步处理。 通常的耗时操作有:网络加载、编辑、存储图片和文件等资源。 针对耗时操作做相对应的优化即可。


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