iOS基础概念6
CPU和GPU
CPU
在iOS程序中，负责对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局的计算、文本的
计算和排版规格、图片的格式转码和解码、图像的绘制（Core Graphic）
GPU
图形处理器，负责纹理的渲染，计算等等
流程：
【代码创建】
对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局的计算、文本的计算和排版规格、图
片的格式转码和解码、图像的绘制（Core Graphic）
【CPU 】：
执行，并计算相关数据
完成后交由GPU
【GPU执行】：
将CPU提交来的数据进行渲染计算，
然后生成可以在屏幕上显示的色值数据，
GPU：将数据提交给 帧缓存
【帧缓冲区】
iOS 双缓存： 前帧缓存，后帧缓存
交由 【视频控制器】 处理，去缓存读取帧
【屏幕成像：】
将帧显示到屏幕上，如果缓存没有就等下一帧
屏幕成像原理
垂直同步信号（VSync）
1. 屏幕每隔固定时间屏幕发出VSync。
2. 之后每次从帧缓存读取一帧完整数据显示
水平同步信号（HSync）
将一屏分成很多行，每次取一行的数据，
显示完一行发出 HSync 信号，再取一行直到
一屏显示完成
帧率
60FPS（Frame per Second 帧/秒）
一秒钟刷新60次
VSync 下 16.6毫秒发出一次
影响因素 CPU
CALayer 与 UIView ： 无触摸事件时可考虑使用CALayer
布局： Frame 与 autolayout
UIImageView 显示size 大小不同被裁剪
线程的最大并发数
耗时操作放到子线程处理（比如文本的尺寸计算、绘制，图片的解码、绘制）
影响因素 GPU
短时间内大量的图片显示，可使用合成框架（涉及区域点击事件）
最大纹理尺寸是4096*4096，不要过大
减少视图的数量和层级，透明的视图
离屏渲染
光栅化操作 layer.shouldRasterize = YES
遮罩设置 layer.mask
圆角设置 layer.masksToBounds = YES&layer.cornerRadius>0
CoreGraphics
切图
阴影设置 layer.shadowXXX
设置layer.shadowPath
耗电
CPU处理 Processing
网络 Networking
定位 Location
图像 Graphics
耗电优化
降低CPU、GPU功耗
少用定时器
优化I/O操作
大量数据批量一次性写入
考虑用dispatch_io，它提供了基于GCD的异步操作文件I/O的API。使用它时，
系统会优化磁盘的访问
使用数据库
网络优化
减少、压缩网络数据
如果多次请求的结果是相同的，尽量使用缓存
使用断点续传，否则网络不稳定时可能会导致多次传输相同内容
网络不可用时，不要尝试执行网络请求
让用户取消长时间运行或者速度很慢的网络操作，设置合适的超时时间
批量传输，比如，下载视频流是，不要传输很小的数据包，直接下载整个文件或
者一大块一大块下载。如果下载广告，一次性多下载一些，然后慢慢的拿出来展
示。如果狭隘电子邮件，就一次下载多封，不要一封一封下载
定位优化
如果只是需要确定用户的位置，最好用CLLocationManager的requestLocation
方法。定位完成后，会自动让定位硬件断电。
如果不是导航引用，尽量不要实时更新位置，定位完毕就关闭掉定位服务
需要后台定位时，尽量设置pauseLocationUpdateAutomatically为YES，这
样，如果用户不太可能移动的时候，系统就会自动暂停位置更新。
尽量不要使用startMonitoringSignificantLocationChanges，优先考虑
startMonitoringForRegion:
硬件检测优化
用户移动、摇晃、倾斜设备时，会产生动作事件（motion），这些事件是由加速
度计、陀螺仪、磁力传感器等硬件检测的。在不需要检测的场合，应该及时关闭
这些硬件。
虚拟内存 & 物理内存
数据访问
不再直接通过物理地址访问
1 进程 --> 2 CPU 访问虚拟内存 ，虚拟内存偏移映射真实内存，--> 3 访问
真实内存地址
虚拟内存
虚拟内存 提高了【CPU的利用率】
本质就是： 一张虚拟地址和物理地址对应关系的映射表
每个进程都有一个独立的`虚拟内存`
大小是4G固定的
每个虚拟内存又会划分为一个一个的`页`（页的大小在`iOS中是16K，其他的是
4K`）
每次加载都是以页为单位加载的
进程间是无法互相访问的，
保证了进程间数据的安全性
缺页异常
如果在访问时，虚拟地址的内容未加载到物理内存，会发生`缺页异常
（pagefault）`，将当前进程阻塞掉，此时需要先将数据载入到物理内存，然后
再寻址，进行读取。这样就避免了内存浪费
ASLR技术
ASLR：地址空间配置随机加载
问题：
虚拟内存的起始地址 0 与大小 4G 都是固定的，非常容易被破解
利用随机方式配置数据地址空间，使某些敏感数据（例如APP登录注册、支付相
关代码）配置到一个恶意程序无法事先获知的地址，令攻击者难以进行攻击
寻址：
因物理地址是随机配置的，实际需要：
正确的内存地址 = ASLR地址 + 偏移值
通用二进制文件
不同CPU平台支持的指令不同，比如`arm64`和x86
`将多种架构的Mach-O文件打包在一起` 供系统自己选择
也被称为`胖二进制格式`
1》文件大小比较大：
比单一架构的二进制文件大很多，会占用大量的磁盘空间，
2》内存占用不影响：
但由于系统会自动选择最合适的，不相关的架构代码不会占用内存空间，且`执
行效率高`了
指令
查看
查看当前Mach-O的架构：
lipo -info MachO文件
合并
lipo -create MachO1 MachO2 -output 输出文件路径
拆分
lipo MachO文件 –thin 架构 –output 输出文件路径
Mach-O
可执行文件格式，苹果系统可识别 mach object
查看Mach-O
- 【方式一】otool终端命令：`otool -l Mach-O文件名`
-【方式二】 `MachOView`工具（推荐）：将Mach-O可执行文件拖动到
`MachOView`工具打开
Mach-O 的
几种文件类型
- `Executable`：可执行文件
- `Dylib`：动态链接库
- `Bundle`：无法被链接的动态库，只能在运行时使用dlopen加载
- `Image`：指的是Executable、Dylib和Bundle的一种
- `Framework`：包含Dylib、资源文件和头文件的集合
Mach-O 包含三个模块：
1 ： header
2 ：Load Commands
3 ：Data
结构
- `Header Mach-O头部`：主要是Mach-O的cpu架构，文件类型以及加载命令
等信息
- `Load Commands 加载命令`：描述了文件中数据的具体组织结构，不同的数
据类型使用不同的加载命令表示
- `Data 数据`：数据中的每个段（segment）的数据都保存在这里，段的概念
与ELF文件中段的概念类似。每个段都有一个或多个部分，它们放置了具体的数
据与代码，主要包含代码，数据，例如符号表，动态符号表等等
Header
包含了 整个Mach-O文件的【关键信息】
基础架构、系统类型、指令条数等
- magic：0xfeedface(32位) 0xfeedfacf(64位)，系统内核用来判断是否是
mach-o格式
- cputype：CPU类型，比如ARM
- cpusubtype：CPU的具体类型，例如arm64、armv7
- filetype：由于可执行文件、目标文件、静态库和动态库等都是mach-o格
式，所以需要filetype来说明mach-o文件是属于哪种文件
- ncmds：sizeofcmds：LoadCommands加载命令的条数（加载命令紧跟
header之后）
- sizeofcmds：LoadCommands加载命令的大小
- flags：标志位标识二进制文件支持的功能，主要是和系统加载、链接有关
- reserved：保留字段
文件类型
#define MH_OBJECT 0x1 /* 目标文件*/
#define MH_EXECUTE 0x2 /* 可执行文件*/
#define MH_DYLIB 0x6 /* 动态库*/
#define MH_DYLINKER 0x7 /* 动态链接器*/
#define MH_DSYM 0xa /* 存储二进制文件符号信息，用于debug分析*/
Load Commands
【作用】：
Mach-O文件中 Load Commands ：
主要是用于【加载指令】
【记录信息】：
动态链接器的位置、
程序的入口、
依赖库的信息、
代码的位置、
符号表的位置
mach-o 唯一标识
函数起始地址
代码签名信息
等等
【segment_command 段加载命令】：
- cmd：表示加载命令类型，
- cmdsize：表示加载命令大小（还包括了紧跟其后的nsects个section的大
小）
- segname：16个字节的段名字
- vmaddr：段的虚拟内存起始地址
- vmsize：段的虚拟内存大小
- fileoff：段在文件中的偏移量
- filesize：段在文件中的大小
- maxprot：段页面所需要的最高内存保护（4 = r，2 = w，1 = x）
- initprot：段页面初始的内存保护
- nsects：段中section数量
- flags：其他杂项标志位
- 从fileoff（偏移）处，取filesize字节的二进制数据，放到内存的vmaddr处的
vmsize字节。（fileoff处到filesize字节的二进制数据，就是“段”）
- 每一个段的权限相同（或者说，编译时候，编译器把相同权限的数据放在一
起，成为段），其权限根据initprot初始化。initprot指定了如何通过读/写/执行
位初始化页面的保护级别
- 段的保护设置可以动态改变，但是不能超过maxprot中指定的值（在iOS中，
+x和+w是互斥的）
Data
Data区域`存储了具体的 【只读、可读写代码】
例如方法、符号表、字符表、代码数据、连接器所需的数据（重定向、符号绑定
等）。主要是存储具体的数据
三大区：
__TEXT 代码段：只读，包括函数，和只读的字符串
__DATA 数据段：读写，包括可读写的全局变量等
__LINKEDIT`： __LINKEDIT包含了方法和变量的元数据（位置，偏移量），以
及代码签名等信息
在`Data`区中，`Section`占了很大的比例。
主要集中体现在`TEXT`和`DATA`两段里
Section
section - __TEXT
__TEXT.__text
__TEXT.__cstring
_TEXT.__const
标签 2
_TEXT.__stubs
标签 3
_TEXT.__stubs_helper
标签 4
_TEXT.__objc_methname
标签 5
_TEXT.__objc_methtype
标签 6
_TEXT.__objc_classname
标签 7
主程序代码
C语言字符串
const 关键字修饰的常量
标签 2
用于 Stub 的占位代码，
很多地方称之为桩代码
标签 3
当 Stub 无法找到真正的符
号地址后的最终指向
标签 4
Objective-C 方法名称
标签 5
Objective-C 方法类型
标签 6
Objective-C 类名称
标签 7
section - __DATA
__DATA.__data
初始化过的可变数据
解释
_DATA.__la_symbol_ptr
lazy binding 的指针表，表中的
指针一开始都指向 __stub_helper
解释
_DATA.nl_symbol_ptr
非 lazy binding 的指针表，每个表项中的指针都指向一个在装载过程中，被动
态链机器搜索完成的符号
解释
_DATA.__const
没有初始化过的常量
解释
_DATA.__cfstring
程序中使用的 Core Foundation 字符串（CFStringRefs）
解释
_DATA.__bss
BSS，存放为初始化的全局变量，即常说的静态内存分配
解释
_DATA.__common
没有初始化过的符号声明
解释
_DATA.__objc_classlist
Objective-C 类列表
解释
_DATA.__objc_protolist
Objective-C 原型
解释
_DATA.__objc_imginfo
Objective-C 镜像信息
解释
__DATA.__objc_selfrefs
Objective-C self 引用
解释
__DATA.__objc_protorefs
Objective-C 原型引用
解释
_DATA.__objc_superrefs
Objective-C 超类引用
解释