iOS啓動優化之二進制重排

隨着iOS項目愈來愈大，啓動時間也會變得愈來愈慢，咱們如何來對app的啓動時間來進行優化，給用戶一個更好的體驗呢？

應用啓動介紹

應用啓動分爲冷啓動和熱啓動

• 冷啓動是指內存中不存在與應用相關的數據，須要從硬盤時將應用的數據載入到內存中；這個過程是由系統決定的，平時咱們把應用殺死，而後立刻啓動，此時內存中的應用相關的數據不會立刻被清除，因此這時候的啓動不是冷啓動;
• 熱啓動是指內存中還存留着應用相關的數據，應用運行所須要的數據不須要所有從硬盤中載入內存。

監控啓動時間

咱們能夠經過設置環境變量來起到監控應用啓動時間的目的，有關環境變量的設置，請參考Xcode環境變量

咱們設置環境變量DYLD_PRINT_STATISTICS,運行工程，打印應用啓動時的時間消耗狀況：

打印出應用啓動時間以下：

咱們以main函數爲分隔點，將應該啓動時間優化分爲main函數以前和main函數以後,這裏所打印的pre-main time就是main函數以前的耗時。

• dylib loading time:動態庫的載入耗時,蘋果建議項目中自定義的動態庫最好不要超過6個動態庫，若是超過了6個要考慮動態庫合併；
• rebase/binding time:偏移修正（rebase）和符號綁定（binding）的耗時；偏移修正是一個安全機制--ASLR，原理是生成一個隨機值，加到應用內存地址的前面，來起到方法、函數的地址隨機的目的，解決安全問題.全部的方法、函數和數據的內存地址都會在原有的真實地址上加上這個隨機值，而且每次啓動的時候這個隨機值是不一樣的，這樣別人就無法拿到方法、函數或數據的真實地址了；符號綁定是指將方法名與方法的實現，即sel和IMP的綁定。
• ObjC setup time:Object-C類的註冊的耗時；不權威統計，每增長20000個類，這個時間增長800ms;減小類的數量能夠減小啓動耗時；
• initializer time:load方法和構造方法的耗時.因此項目中要儘可能減小重寫load 方法,將load方法的操做放在initialization中.

以上就是main函數以前的啓動耗時說明及相關優化方案；

對於main函數以後的啓動耗時，咱們能夠經過代碼的方式進行監控，好比,在main函數中記錄一個時間，到第一個界面顯示的viewDidLoad方法中記錄一個時間，兩個時間的差值就是main函數以後的啓動耗時.因爲main函數以後的耗時須要根據不一樣的項目來區分，不能一律而論，這裏提供幾個優化的建議

• 減小數據的加載，最好使用懶加載，如一個第三文庫的加載;
• 將項目中再也不使用的類和方法去掉；
• 使用多線程技術加載數據，充分利用cpu的資源；
• 啓動時刻的界面，不要使用storyboard或xib,儘可能使用純代碼，由於storyboard或xib有一步代碼轉換的操做，也是會耗時的。

二進制重排

技術背景

應用程序在運行時，使用的是虛擬內存與物理內存相結合的方法加載數據的；虛擬內存是分頁管理的，當使用到某一頁虛擬內存的數據時，須要將對應的真實數據加載到物理內存中，將虛擬內存與物理內存以前造成一個映射關係，這個操做稱爲缺頁異常（page fault），這個操做是需耗時的。

查看iOS應用的載入數據的順序,咱們能夠經過設置Write Link Map File爲yes,來查看應用數據加載的順序

clean一下工程，而後command+B編繹一下工程，來到Products的xx.app目錄下

再來到以下目錄下

找到以下文件

打開此文件Demo-LinkMap-normal-x86_64.txt

這裏的順序就是應用數據加載的順序,這裏的順序是由下以兩個因素決定的

按文件順序從上到下

按文件中的方法的順序從上到下

驗證一下此文件的順序就是實際的載入順序，能夠經過修改文件或方法的順序，而後從新編繹後查看link map文件的方法順序是否改變。

二進制重排方案

因爲咱們在應用在啓動時可能只須要某些文件中的某些方法，而按照實際的方法載入順序，在應用啓動時會由於page fault的存在，就須要載入大量的用不到的數據，形成了大量的時間消耗，爲此咱們只須要在應用啓動時只載入啓動時須要的方法就能夠了，其實的數據能夠後續載入；爲此咱們能夠經過建立一個.order文件來修改方法或函數的加載順序.

打開hank.order文件，查看如下幾個方法的順序

將此文件配置到對應的xcode工程中

clean後從新編繹，查看Demo-LinkMap-normal-x86_64文件

這樣咱們就成功的修改了方法或函數的加載順序，因此咱們只須要知道應用啓動時執行了哪些方法，將他們排序好，放在.order文件中，就能夠在應用啓動時，只加載了本身須要的數據，減小了page fault的次數，從而減小了啓動耗時。

那麼如何知道應用啓動時執行了哪些方法呢？請看Hook一切的終極武器--Clang插樁