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iOS性能分析和优化

前言：随着项目的扩大和功能的增多，代码没有经过严格的调试和优化，要么任性地卡顿运行，要么就低调地崩溃，最后导致用户用着不开心，开发者也比较烦恼。

为了突破这个这个关卡其实并不难，首先开发者只要在Xcode自带的监控调试工具 Instruments 上花点功夫就能够让代码顺畅运行。工欲善其事，必先利其器。Instrument对于iOS开发来说，是发现并且解决问题的一把利器。Instruments 提供了很多检测功能，重点介绍一下我常用的几大类：

Analyze—静态分析
Leaks—内存泄露（动态内存泄露检测）
Time Profiler：检测分析代码的执行时间

界面显示的原理

iOS设备通常是60fps(每秒60帧)，也就是说两帧相隔的时间是1/60秒，大概16.7ms。在这16.7ms中，为了显示一帧，需要如下工作

CPU计算好各个视图的位置，大小，对图片进行解码等，绘制成纹理交给GPU

GPU对收到的纹理进行混合，顶点变换，渲染到帧缓冲区

每16.7ms,一个时钟信号到达，帧缓冲区取出一帧，显示到屏幕。

也就是说，CPU或者GPU被大量占用的时候，都有可能在16.7ms中没办法完成一帧的绘制，导致时钟信号到来的时候，取得还是上一帧的内容，也就都有可能导致界面卡顿

离屏渲染

在iOS中，渲染通常分为CPU和GPU渲染两种，而GPU渲染又分为在GPU缓冲区和非GPU缓冲区两种

CPU渲染（软件渲染）,CPU绘制成bitmap，交给GPU

GPU渲染（硬件渲染）

GPU缓冲区渲染

非GPU缓冲区渲染（额外开辟缓冲区）

通常，CPU渲染，和GPU非帧缓冲区内渲染统称为离屏渲染。因为，CPU和帧缓冲区是为图形图像显示做了高度优化的，速度较快。

什么情况下会触发离屏幕渲染？

用CoreGraphics的CGContext绘制的

在drawRect中绘制的，即使drawRect是空的

Layer具有Mask（比如圆角）或者Shadow

Layer的隔栅化shouldRasterize为True

文本(UILabel,UITextfield,UITextView,CoreText,UITextLayer等)

一，Analyze—静态分析

顾名思义，静态分析不需要运行程序，就能检查到存在内存泄露的地方。

1. 使用方法：打开Xcode，command + shift + B；或者Xcode - Product - Analyze；

2. 常见的三种泄露情形：

（1）创建了一个对象，但是并没有使用。Xcode提示信息： Value Stored to 'number' is never read 。翻译一下：存储在'number'里的值从未被读取过。

（2）创建了一个（指针可变的）对象，且初始化了，但是初始化的值一直没读取过。Xcode提示信息： Value Stored to 'str' during its initialization is never read

（3）调用了让某个对象引用计数加1的函数，但没有调用相应让其引用计数减1的函数。Xcode提示信息： Potential leak of an object stored into 'subImageRef' 。翻译一下：subImageRef对象的内存单元有潜在的泄露风险。

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二，Leaks—内存泄露

Leaks是动态的内存泄露检查工具，需要一边运行程序，一边检测。

1.使用方法: 进入Xcode，command + control + i ；或者Xcode - Xcode - Open Developer Tool - Instruments; 或者Xcode - Product - Profile。选择Leaks。

一般用静态分析检查过的代码，内存泄露都比较少。测试了有3个项目能点的按钮都点了，能进的页面都进的，Leaks也没检测到泄露。

三，Time Profile

1，打开Time Profile，然后运行想要分析的App

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2.进入主界面，上下滚动List，让Time Profile采集数据，勾选右侧的Separate by Thread，按线程区分Invert Call Tree，逆向Call Tree，方便我们查看方法调用顺序Hide System Libraries，隐藏系统的库，因为通常系统的代码并不会影响性能

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3.可以选择一段时间，来分析这段时间CPU的使用情况

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4.找到占用时间最多的代码

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然后，双击占用最多的这一行，进入实际的代码，看看到底哪里占用比较多

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这里，我们看到是这一行代码cell.testLabel?.attributedText = mutableAttr。

占用最多的CPU时间。

我们先来看下整个方法代码，

TableViewCell其实很简单，就一个ImageView（带圆角，阴影），一个UILabel

cellForRowAtIndexPath里会随机的生成100个字符，然后用AttributeText来让UILabel显示

乍一看，问题应该是这个随机生成100个字符的函数啊

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因为，每一次CellForRow调用的时候，都会计算100次。然后，我们实际分析的时候，发现其实100次对显示来说，真不算什么，也不是卡顿的原因。

那么，为什么设置attributeText占用时间这么多呢？

其实很简单，attributeText是建立在TextKit上的，由于每一次显示都是随机的attributeText,每一次都要重新计算文本的大小，位置等等。另外，UIKit中，提供的文本渲染都是在CPU中进行的，渲染成Bitmap，然后交给GPU，所以导致设置attributeText的时候，占用很多时间。

这里不得不提到：一定不要过早优化，优化的时候尽量依赖于Instrument的分析结果，而不是自己的主观感受。尤其当你还是个新司机的时候。