iOS App啓動優化（一）—— 瞭解App的啓動流程

級別：★☆☆☆☆
標籤：「iOS」「啓動流程」「啓動優化」
做者： 647
審校： QiShare團隊

---

前言：
最近，小編在看戴銘老師的技術分享，感受收穫不少。基於最近的學習，小編總結了一些App啓動優化上的知識點，並計劃落地一系列App啓動優化的文章。
目錄以下：
iOS App啓動優化（一）—— 瞭解App的啓動流程
iOS App啓動優化（二）—— 使用「Time Profiler」工具監控App的啓動耗時
iOS App啓動優化（三）—— 本身作一個工具監控App的啓動耗時

---

本篇將介紹App的兩種啓動方式：「冷/熱啓動」、App完整啓動流程以及「優化思路」。

1、「冷啓動」與「熱啓動」

首先，咱們先來區分兩個啓動的概念。

• 冷啓動：
  App點擊啓動前，此時App的進程還不在系統裏。
  須要系統新建立一個進程分配給App。（這是一次完整的App啓動過程）

• 熱啓動：
  App在冷啓動後用戶將App退回後臺，此時App的進程還在系統裏。
  用戶從新返回App的過程。（熱啓動作的事較少）

主要區別：

名稱	區別
冷啓動	啓動時，App的進程不在系統裏，須要開啓新進程。
熱啓動	啓動時，App的進程還在系統裏，不須要開啓新進程。

---

2、App的完整啓動流程（冷啓動流程）

主要分爲三個階段：

1. main() 函數執行前（pre-main階段）
2. main() 函數執行後（從main函數執行，到設置self.window.rootViewController執行完成）
3. 首屏渲染完成後（從self.window.rootViewController執行完成到didFinishLaunchWithOptions方法做用域結束）

---

（1）main函數執行前，系統會作的事：

• 加載可執行文件。（App裏的全部.o文件）

• 加載動態連接庫，進行rebase指針調整和bind符號綁定。

• ObjC的runtime初始化。 包括：ObjC相關Class的註冊、category註冊、selector惟一性檢查等。

• 初始化。 包括：執行+load()方法、用attribute((constructor))修飾的函數的調用、建立C++靜態全局變量等。

簡單來講，
App啓動後，首先，系統內核（Kernel）建立一個進程。
其次，加載可執行文件。（可執行文件是指Mach-O格式的文件，也就是App中全部.o文件的集合體）這時，能獲取到dyld（dyld是蘋果的動態連接器）的路徑。
而後，加載dyld，主要分爲4步：
1 . load dylibs：這一階段dyld會分析應用依賴的dylib，找到其mach-o文件，打開和讀取這些文件並驗證其有效性，接着會找到代碼簽名註冊到內核，最後對dylib的每個segment調用mmap()。
2 . rebase/bind：進行rebase指針調整和bind符號綁定。
3 . ObjC setup：runtime運行時初始化。包括ObjC相關Class的註冊、category註冊、selector惟一性檢查等。
4 . Initializers：調用每一個ObjC類與分類的+load方法，調用attribute((constructor))修飾的函數、建立C++靜態全局變量。

---

（2）main函數執行後：

main函數執行後的階段，指的是：從 main 函數執行開始，到 appDelegate 的 didFinishLaunchingWithOptions方法裏首屏渲染相關方法執行完成。 即，從main函數執行到設置self.window.rootViewController執行完成的階段。

• 首屏初始化所需配置文件的讀寫操做；

• 首屏列表大數據的讀取；

• 首屏渲染的大量計算；

---

（3）首屏渲染完成後：

首屏渲染完成後的階段，指的是：didFinishLaunchingWithOptions方法做用域 內執行首屏渲染後的全部方法執行。 即從設置self.window.rootViewController到didFinishLaunchWithOptions方法做用域結束。

這個階段，首屏已經渲染完成。

須要作的事：

• 初始化一些首屏展現不須要的功能。

• 優化主線程，先處理會卡住主線程的方法，不能影響到用戶的後續操做。

---

3、具體優化思路

用戶能感知到的啓動時長主要是在 「main函數執行前」 、**「main函數執行後到首屏渲染完成」**的階段。

main函數執行前，優化思路以下：

（1）減小使用 +load() 方法

• 方案一：若是可能的話，將+load中的內容，放到渲染完成後作。

• 方案二：使用+initialize()的方法代替+load()，注意把邏輯移動到+initialize()時，要注意避免+initialize()的重複調用問題，可使用dispatch_once()讓邏輯只執行一次。

小知識點：+load()與+initialize()二者的區別?
+load()方法會在main()函數調用前就調用，而+initialize()是在類第一次使用時纔會調用。
+load方法的調用優先級: 父類 > 子類 > 分類，而且不會被覆蓋，均會調用。
+load方法是在main() 函數以前調用，全部的類文件都會加載，包括分類也會加載。 +initialize方法的調用優先級：分類 > 子類，父類 > 子類。（父類的分類重寫了+initialize方法會覆蓋父類的+initialize方法）

（2）合併多個動態庫

蘋果公司建議使用更少的動態庫，而且建議在使用動態庫的數量較多時，儘可能將多個動態庫進行合併。數量上，蘋果公司最多能夠支持6個非系統動態庫合併爲一個。

（3）優化類、方法、全局變量

減小加載啓動後不會去使用的類或方法；少用C++全局變量；

main函數執行後，優化方案以下：

（4）優化首屏渲染前的功能初始化

main函數執行後到首屏渲染完成前，只處理首屏渲染相關業務。 首屏渲染外的其餘功能放到首屏渲染完成後去初始化。

（5）優化主線程耗時操做，防止屏幕卡頓。

首先檢查首屏渲染前，主線程上的耗時操做。將耗時操做滯後或異步處理。 一般的耗時操做有：網絡加載、編輯、存儲圖片和文件等資源。 針對耗時操做作相對應的優化便可。

---

小編微信：可加並拉入《QiShare技術交流羣》。

關注咱們的途徑有：
QiShare(簡書)
QiShare(掘金)
QiShare(知乎)
QiShare(GitHub)
QiShare(CocoaChina)
QiShare(StackOverflow)
QiShare(微信公衆號)

推薦文章：
iOS WKWebView的基本使用
Swift 5.1 (4) - 集合類型
iOS 解析一個自定義協議
iOS13 DarkMode適配（二）
iOS13 DarkMode適配（一）
2019蘋果秋季新品發佈會速覽
申請蘋果開發者帳號的流程
Sign In With Apple（一）
奇舞週刊