App启动速度优化

应用启动流程

iOS应用的启动可分为pre-main阶段和main()阶段，其中系统做的事情依次是：

pre-main阶段
1.1. 加载应用的可执行文件
1.2. 加载动态链接库加载器dyld（dynamic loader）
1.3. dyld递归加载应用所有依赖的dylib（dynamic library 动态链接库）
main()阶段
2.1. dyld调用main()
2.2. 调用UIApplicationMain()
2.3. 调用applicationWillFinishLaunching
2.4. 调用didFinishLaunchingWithOptions

启动耗时的测量

在进行优化之前，我们首先应该能测量各阶段的耗时。

1. pre-main阶段

对于pre-main阶段，Apple提供了一种测量方法，在 Xcode 中 Edit scheme -> Run -> Auguments 将环境变量DYLD_PRINT_STATISTICS 设为1 。之后控制台会输出类似内容：

Total pre-main time: 228.41 milliseconds (100.0%)
         dylib loading time:  82.35 milliseconds (36.0%)
        rebase/binding time:   6.12 milliseconds (2.6%)
            ObjC setup time:   7.82 milliseconds (3.4%)
           initializer time: 132.02 milliseconds (57.8%)
           slowest intializers :
             libSystem.B.dylib : 122.07 milliseconds (53.4%)
                CoreFoundation :   5.59 milliseconds (2.4%)

这样我们可以清晰的看到每个耗时了。

2.main()阶段

mian()阶段主要是测量mian()函数开始执行到didFinishLaunchingWithOptions执行结束的时间，我们直接插入代码就可以了。

CFAbsoluteTime StartTime;
int main(int argc, char * argv[]) {
      StartTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();

再在AppDelegate.m文件中用extern声明全局变量StartTime

extern CFAbsoluteTime StartTime;

最后在didFinishLaunchingWithOptions里，再获取一下当前时间，与StartTime的差值即是main()阶段运行耗时。

double launchTime = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - StartTime);

改善启动时间

pre-main阶段

在这一阶段，我们能做的主要是优化dylib

加载 Dylib

之前提到过加载系统的 dylib 很快，因为有优化。但加载内嵌（embedded）的 dylib 文件很占时间，所以尽可能把多个内嵌 dylib 合并成一个来加载，或者使用 static archive。

使用 dlopen() 来在运行时懒加载是不建议的，这么做可能会带来一些问题，并且总的开销更大。

Rebase/Binding

之前提过 Rebaing 消耗了大量时间在 I/O 上，而在之后的 Binding 就不怎么需要 I/O 了，而是将时间耗费在计算上。所以这两个步骤的耗时是混在一起的。

之前说过可以从查看 __DATA 段中需要修正（fix-up）的指针，所以减少指针数量才会减少这部分工作的耗时。对于 ObjC 来说就是减少 Class,selector 和 category 这些元数据的数量。从编码原则和 设计模式 之类的理论都会鼓励大家多写精致短小的类和方法，并将每部分方法独立出一个类别，其实这会增加启动时间。对于 C++ 来说需要减少虚方法，因为虚方法会创建 vtable，这也会在 __DATA 段中创建结构。虽然 C++ 虚方法对启动耗时的增加要比 ObjC 元数据要少，但依然不可忽视。

Objc setup

大部分ObjC初始化工作已经在Rebase/Bind阶段做完了，这一步dyld会注册所有声明过的ObjC类，将分类插入到类的方法列表里，再检查每个selector的唯一性。

在这一步倒没什么优化可做的，Rebase/Bind阶段优化好了，这一步的耗时也会减少。

Initializers

到了这一阶段，dyld开始运行程序的初始化函数，调用每个Objc类和分类的+load方法，调用C/C++ 中的构造器函数（用attribute((constructor))修饰的函数），和创建非基本类型的C++静态全局变量。Initializers阶段执行完后，dyld开始调用main()函数。

在这一步，我们可以做的优化有：

1.少在类的+load方法里做事情，尽量把这些事情推迟到+initiailize
2.减少构造器函数个数，在构造器函数里少做些事情
3.减少C++静态全局变量的个数

main()阶段的优化

这一阶段的优化主要是减少didFinishLaunchingWithOptions方法里的工作，在didFinishLaunchingWithOptions方法里，我们会创建应用的window，指定其rootViewController，调用window的makeKeyAndVisible方法让其可见。由于业务需要，我们会初始化各个二方/三方库，设置系统UI风格，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。在这一步，我们可以做的优化有：

1.梳理各个二方/三方库，找到可以延迟加载的库，做延迟加载处理，比如放到首页控制器的viewDidAppear方法里。
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.避免复杂/多余的计算。
4.避免在首页控制器的viewDidLoad和viewWillAppear做太多事情，这2个方法执行完，首页控制器才能显示，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。

总结

总结起来，好像启动速度优化就一句话：让系统在启动期间少做一些事。当然我们得先清楚工程里做的哪些事是在启动期间做的、对启动速度的影响有多大，然后case by case地分析工程代码，通过放到子线程、延迟加载、懒加载等方式让系统在启动期间更轻松些。

引用

作者：伯陽

链接：https://www.jianshu.com/p/1bd25f0dbed1