iOS的启动优化

应用的启动优化

当我们参与到大型应用的时候会遇到一些启动时间过长的情况这时候就需要使用到相关的操作。
总结来说，main()方法调用前，启动过程大体分为如下步骤：
先是LLVM把项目翻译成IR文件然后到backend

LLVM clang
pre-main
main
binding – 符号绑定
rebase – 指针修复（iOS14.3引进ASLR‘地址空间随机化’解决了虚拟内存从0开始的问题，物理内存地址随机 – 内存不够用’通过写入物理内存，使用时再从物理内存中读取‘ ）
MMU 内存管理单元 – 翻译地址 – page（页）

1、内核加载可执行文件

2、load dylibs image (加载程序所需的动态库镜像文件)

3、Rebase image / Bind image (由于ASLR(address space layout randomization)的存在，可执行文件和动态链接库在虚拟内存中的加载地址每次启动都不固定，所以需要修复镜像中的资源指针)

4、Objc setup (注册Objc类、将Category中的方法插入方法列表)

5、initializers (调用Objc类的+load()方法、调用C++类的构造函数)

·针对APP启动时间的优化还是很有必要的。

   关于APP启动时间的分析和优化可以以main()为分界点，分为main()方法执行之前的加载时间(pre-main time)和main()之后的加载时间。那么，如何定量的测量这两个阶段具体的执行时间呢，下面先给出测量方法，看一下自己项目启动时间是否合理：

在Xcode中添加环境变量参数DYLD_PRINT_STATISTICS即可,这样运行APP时在控制台就会打印出pre-main花费的时间
如果想打印详细的pre-main中各个过程花费的时间，可以再添加一个DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS参数pre-main time和total time的值不一样，其实下边的total time - debugger pause time就和上边的pre-main time大
（PS：因为iOS13之后就失效了，这两个属性所以使用时需要使用一个iOS13以下的模拟器）

如果你想打印dyld装载动态库的顺序，可以设置这个环境变量 DYLD_PRINT_LIBRARIES。
图：
在这里插入图片描述

请添加图片描述

main()方法调用之前启动过程的解析：

App开始启动后，系统内核(XNU)首先加载可执行文件（自身App的所有.o文件的集合），然后加载动态链接器dyld，dyld是一个专门用来加载动态链接库的库。执行从dyld开始，dyld从可执行文件的依赖开始, 递归加载所有的依赖动态链接库。

（补充：用户点击图标之后，会发送一个系统调用 execve 到内核，内核创建进程。接着会把主二进制 mmap 进来，读取 load command 中的 LC_LOAD_DYLINKER，找到 dyld 的的路径。然后 mmap dyld 到虚拟内存，找到 dyld 的入口函数_dyld_start(最终调到dyld的_main函数)，把 PC 寄存器设置成_dyld_start，接下来启动流程交给了 dyld。）

动态链接库包括：iOS 中用到的所有系统 framework，加载OC runtime方法的libobjc，系统级别的libSystem，例如libdispatch(GCD)和libsystem_blocks (Block)。

优化动作

1、减少动态库的引用，将项目中不使用的Framework及时删除，将Xcode配置中General -> Linked Frameworks and Libraries中使用不到的系统库不再引用。

2、合并动态库。

3、尽量不使用内嵌（embedded）的dylib，加载内嵌dylib性能开销较大。

4、清理项目中冗余的类、category。对于同一个类有多个category的，建议进行合并。

5、将不必须在+load方法中做的事情延迟到+initialize中。

6、尽量不要用C++虚函数(创建虚函数表有开销)，不要在C++构造函数中做大量耗时操作。

查找项目中没有用到的类

下载工具fui ，link：https://github.com/dblock/fui

下载安装好工具以后
cd到工程目录下运行，$fui find ,然后就会打印出没有被使用的class

如何查找到没有被调用的函数

python FindSelectorsUnrefs.py -a {
    
    这里是工程中.app文件的地址在finder找到直接拖过来}

对应脚本FindSelectorsUnrefs.py可以在我上传的资源里面查找。

找到项目中没有被使用的图片资源

在我上传的资源文件中找到LSUnusedResources，的Mac应用跑起来然后把工程拖进去就可以了。

二进制重排

在这里插入图片描述

通过创建.order 文件与项目进行绑定，使APP启动的时候能够按照我们制定的内容把我们需要的符号排在前面，减少我们的程序启动过程中page fault的次数，从而减少启动时间。至于怎么才能知道要优化正确的顺训呢?

clang插桩

方法:
通过在viewcontroller页面中重写方法并打印出__fun__

void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
    
    

        if (!*guard) return;
            //可以根据函数找到对应符号的名称和地址。
    void *PC = __builtin_return_address(0);
    Dl_info info;
    dladdr(PC, &info);
    NSLog(@"\n dli_sname=%s",info.dli_sname);
}

系统会先在__sanitizer_cov_trace_pc_guard_init返回编译的文件个数，每次调用方法都会经过__sanitizer_cov_trace_pc_guard的回调方法，通过这里打印出来的先后顺序再到.order指定加载的顺序就可以搞掂二进制重排，通过把需要调用的类的方法优先加载好继而提高了APP的启动速度。

那么怎样系统才会在每个方法messagesend之前先执行上述方法呢？
在这里插入图片描述
如图所示先到buildSetting配置