启动优化
热启动
App已经在内存中，处在后台状态中，在次点击图标启动App
冷启动： 首次启动
dyld阶段
加载App的可执行文件，同时会递归加载所有依赖库的动态库
加载到内存之后，就通知Runtime进行下一步处理
Runtime阶段
调用map_images函数对可执行文件的内容进行解析和处理。
在load_images函数中调用call_load_methods，以调用所有Class和Category
的+load方法。
进行各种objc结构的初始化（例如objc类的注册，初始化类对象等等）
调用C++静态初始化器以及被_attribute_((constructor))修饰的函数
runtime负责将上面的内容初始化成`objc定义的结构体，然后dyld就会调用
main函数
main函数阶段
main函数
-->UIApplicationMain函数
-->didFinishLaunchingWithOptions方法
冷启动优化
pre-main 阶段
在`Edit Scheme -> Run -> Arguments ->Environment Variables`点击
+添加环境变量 `DYLD_PRINT_STATISTICS` 设为 `1`），然后运行
pre-main阶段
`dylib loading` time
（动态库耗时）
主要是加载动态库
`rebase/binding` time
（偏移修正/符号绑定耗时）
rebase（偏移修正）
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
binding（绑定）
将内存中地址（真实地址）与符号进行绑定，是`dyld`做的，也称为`动态库符
号绑定`），
一句话概括：`绑定就是给符号赋值的过程`
ObjC setup` time
（OC类注册的耗时）
OC类越多，越耗时
initializer` time（执行load和构造函数的耗时）
dyld阶段优化
减少动态库，合并一些动态库，定期清理不必要的动态库
减少Objc类、Category的数量，减少Selector数量，定期清理不再需要的Class
和Category
减少C++虚函数的数量，因为虚函数会导致额外的虚表的存在
如果是Swift尽量使用struct
二进制重排
如果是swift，尽量使用`struct`
Runtime阶段优化
+initialize方法+dispatch_once的组合来取代所有的
_attribute_((constructor))、C++静态构造器、Objc的+load方法
main阶段优化
- 【第一类】初始化第三方sdk
- 【第二类】app运行环境配置
- 【第三类】自己工具类的初始化等
在不影响用户体验的前提下，尽可能讲一些操作延迟，不要全都放在
didFinishLaunchingWithOptions方法中
建议主要有以下几点：
- `减少启动初始化的流程`，能懒加载的懒加载，能延迟的延迟，能放后台初始
化的放后台，尽量不要占用主线程的启动时间
- 优化代码逻辑，`去除非必须的代码逻辑`，减少每个流程的消耗时间
- 启动阶段能`使用多线程`来初始化的，就使用多线程
- 尽量`使用纯代码`来进行UI框架的搭建，尤其是主UI框架，例如
UITabBarController。尽量避免使用Xib或者SB，相比纯代码而言，这种更耗时
- 删除废弃类、方法
启动优化：二进制重排
问：为什么要进行二进制重排？
进程访问一个虚拟内存page，而对应的物理内存不存在时，会触发`缺页中断
（Page Fault）`，因此阻塞进程。此时就需要先加载数据到物理内存，然后再
继续访问。这个对性能是有一定影响的
虚拟内存页Page Fault 是一页一页访问的，
但是启动时刻需要调用的方法，处于不同的Page导致的
iOS系统缺页时，还会对其做一次`签名验证`，增加耗时
问：什么是二进制重排？
`导致Page Fault次数过多的根本原因是启动时刻需要调用的方法，处于不同的
Page导致的`。因此，我们的优化思路就是：`将所有启动时刻需要【调用的方
法，排列在一起，即放在一个页中】，这样就从多个Page Fault变成了一个Page
Fault`。这就是二进制重排的`核心原理`
简单理解就是将启动调用的方法顺序执行
下面介绍两个名词： Link Map 和 Id
Link Map
是iOS编译过程的中间产物，记录了二进制文件的布局
在Xcode的`Build Settings`里开启`Write Link Map File` 查看生成产物：
包含三部分
Object Files： 生成二进制用到的link单元的路径和文件编号
Sections： 记录Mach-O每个Segment/section的地址范围
Symbols：按顺序记录每个符号的地址范围
ld
`ld`是Xcode使用的链接器
.order 文件
我们可以通过在`Build Settings -> Order File`配置一个后缀为order的文件路
径
order文件中，会将所需要的符号按照顺序写在里面
改变order文件方法顺序以此达到优化的目的
问： 如何获取启动运行的函数呢？
1、hook objc_msgSend`：我们知道，函数的本质是发送消息，在底层都会来
到`objc_msgSend`，但是由于objc_msgSend的参数是可变的，需要通过`汇
编`获取，对开发人员要求较高。而且也只能拿到`OC` 和 swift中`@objc` 后
的方法
2、静态扫描`：扫描 `Mach-O` 特定段和节里面所存储的符号以及函数数据
3、Clang插桩`：即批量hook，可以实现100%符号覆盖，即完全获取`swift、
OC、C、block`函数
显然 Clang 插桩 是唯一的办法
Clang 插桩
llvm内置了一个简单的代码覆盖率检测
（`SanitizerCoverage`）
【第一步：配置】
开启 `SanitizerCoverage`
OC项目
`在 Build Settings` 里的 “`Other C Flags`” 中添加 `-fsanitize-
coverage=func,trace-pc-guard`
不要配置成： `-fsanitize-coverage=trace-pc-guard` 循环场景会有问题
Swift项目
还需要额外在 “`Other Swift Flags`” 中加入`-sanitize-coverage=func` 和
`-sanitize=undefined`
或者通过`podfile`来配置
post_install do |installer|
installer.pods_project.targets.each do |target|
target.build_configurations.each do |config|
config.build_settings['OTHER_CFLAGS'] = '-fsanitize-
coverage=func,trace-pc-guard'
config.build_settings['OTHER_SWIFT_FLAGS'] = '-sanitize-
coverage=func -sanitize=undefined'
end
end
end
【第二步：重写方法】
新建一个OC文件`CJLOrderFile`，重写两个方法：
代码：（可展开）
//原子队列，其目的是保证写入安全，线程安全
static OSQueueHead queue = OS_ATOMIC_QUEUE_INIT;
//定义符号结构体，以链表的形式
typedef struct {
void *pc;
void *next;
}CJLNode;
/*
- start：起始位置
- stop：并不是最后一个符号的地址，而是整个符号表的最后一个地址，最后一
个符号的地址=stop-4（因为是从高地址往低地址读取的，且stop是一个无符号
int类型，占4个字节）。stop存储的值是符号的
*/
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard_init(uint32_t *start,
uint32_t *stop) {
static uint64_t N;
if (start == stop || *start) return;
printf("INIT: %p - %p\n", start, stop);
for (uint32_t *x = start; x < stop; x++) {
*x = ++N;
}
}
/*
可以全面hook方法、函数、以及block调用，用于捕捉符号，是在多线程进行
的，这个方法中只存储pc，以链表的形式
- guard 是一个哨兵，告诉我们是第几个被调用的
*/
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
// if (!*guard) return;//将load方法过滤掉了，所以需要注释掉
//获取PC
/*
- PC 当前函数返回上一个调用的地址
- 0 当前这个函数地址，即当前函数的返回地址
- 1 当前函数调用者的地址，即上一个函数的返回地址
*/
void *PC = __builtin_return_address(0);
//创建node，并赋值
CJLNode *node = malloc(sizeof(CJLNode));
*node = (CJLNode){PC, NULL};
//加入队列
//符号的访问不是通过下标访问，是通过链表的next指针，所以需要借用
offsetof（结构体类型，下一个的地址即next）
OSAtomicEnqueue(&queue, node, offsetof(CJLNode, next));
}
【第三步：获取所有符号并写入文件】
`while循环`从队列中取出符号，处理非OC方法的前缀，存到数组中
处理：
- 数组`取反`，因为入队存储的顺序是反序的
- 数组`去重`，并移除本身方法的符号
- 将数组中的符号转成字符串并写入到`cjl.order`文件中
代码：（可展开）
extern void getOrderFile(void(^completion)(NSString *orderFilePath)){
collectFinished = YES;
__sync_synchronize();
NSString *functionExclude = [NSString stringWithFormat:@"_%s",
__FUNCTION__];
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(0.01 *
NSEC_PER_SEC)),
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
//创建符号数组
NSMutableArray<NSString *> *symbolNames = [NSMutableArray
array];
//while循环取符号
while (YES) {
//出队
CJLNode *node = OSAtomicDequeue(&queue, offsetof(CJLNode,
next));
if (node == NULL) break;
//取出PC,存入info
Dl_info info;
dladdr(node->pc, &info);
// printf("%s \n", info.dli_sname);
if (info.dli_sname) {
//判断是不是OC方法，如果不是，需要加下划线存储，反之，则直接
存储
NSString *name = @(info.dli_sname);
BOOL isObjc = [name hasPrefix:@"+["] || [name hasPrefix:@"-
["];
NSString *symbolName = isObjc ? name : [@"_"
stringByAppendingString:name];
[symbolNames addObject:symbolName];
}
}
if (symbolNames.count == 0) {
if (completion) {
completion(nil);
}
return;
}
//取反（队列的存储是反序的）
NSEnumerator *emt = [symbolNames reverseObjectEnumerator];
//去重
NSMutableArray<NSString *> *funcs = [NSMutableArray
arrayWithCapacity:symbolNames.count];
NSString *name;
while (name = [emt nextObject]) {
if (![funcs containsObject:name]) {
[funcs addObject:name];
}
}
//去掉自己
[funcs removeObject:functionExclude];
//将数组变成字符串
NSString *funcStr = [funcs componentsJoinedByString:@"\n"];
NSLog(@"Order:\n%@", funcStr);
//字符串写入文件
NSString *filePath = [NSTemporaryDirectory()
stringByAppendingPathComponent:@"cjl.order"];
NSData *fileContents = [funcStr
dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
BOOL success = [[NSFileManager defaultManager]
createFileAtPath:filePath contents:fileContents attributes:nil];
if (completion) {
completion(success ? filePath : nil);
}
});
}
【第四步：在`didFinishLaunchingWithOptions`方法最后调用】
code
- (BOOL)application:(UIApplication *)application
didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
// 生成order文件路径
getOrderFile(^(NSString *orderFilePath) {
NSLog(@"OrderFilePath:%@", orderFilePath);
});
return YES;
}
将获取到的order文件放到项目跟路径中
并在`Build Settings -> Order File`中配置`./xxx.order`
二进制重排-end