【译】你可能不知道的iOS性能优化建议（来自前Apple工程师）

RoyCao
7,419 阅读8分钟

今天在推特上看到一篇关于性能优化不错的文章，是前苹果开发人员写的，翻译了一下与大家分享，原地址iOS Performance tips you probably didn't know (from an ex-Apple engineer)

racetrack.jpg

作为开发人员，良好的性能对于使我们的用户感到惊喜和喜悦是无价的。iOS用户具有很高的标准，如果你的应用程序反应很慢或在内存压力下崩溃，他们将停止使用它，或者更糟糕的是，你的评论会很糟糕。

在过去的6年中，我在Apple从事Cocoa框架和第一方应用程序的开发工作。我从事Spotlight，iCloud，应用程序扩展程序的工作，最近从事过Files的工作。

我注意到有一种很容易实现的目标，你可以在20％的时间内获得80％的性能提升。

这是一份性能提示清单，希望能给你带来最大的收益：

1. UILabel的成本超出你的想象

uilabel-bordered.png

在内存使用方面，我们倾向于将lables视为轻量级的。最后，它们只是显示文本。UILabel实际上存储为位图，这很容易消耗兆字节的内存。

值得庆幸的是，UILabel的实现很聪明，并且只使用它需要的：

  • 如果label是单色的，UILabel将选择kCAContentsFormatGray8Uint的calayercontents格式（每像素1字节），而非单色标签（例如，要显示"🥳是聚会时间了"，或多色NSAttributedString）将需要使用kCAContentsFormatRGBA8Uint（每像素4字节）。

单色标签最多消耗width * height * contentsScale ^ 2 *（每像素1字节）字节，而非单色标签则消耗4倍的：width * height * contentsScale ^ 2 *（每像素4字节） 。

例如，在iPhone 11 Pro Max上，大小为414 * 100 points的lable最多可消耗：

  • 414 * 100 * 3 ^ 2 * 1 = 372.6kB（单色）
  • 414 * 100 * 3 ^ 2 * 4 =〜1.49MB（非单色）

当这些cells进入重用队列时，一种常见的反模式是使UITableView / UICollectionView cell labels填充文本内容。一旦cells被回收，label的文本值很可能会有所不同，因此存储它们很浪费。

要释放潜在的兆字节内存：

  • 如果将label的文本设置为隐藏，则将label的文本设置为nil，仅偶尔显示它们。
  • 如果label的文本显示在UITableView / UICollectionView cell中，则将label的文本设置为nil，在：
tableView(_:didEndDisplaying:forRowAt:)
collectionView(_:didEndDisplaying:forItemAt:)

2. 始终从串行队列开始，仅将并发队列作为最后的选择

例如：

常见的反模式是将不会影响UI的块从主队列分配到一个全局并发队列中。

func textDidChange(_ notification: Notification) {
    let text = myTextView.text
    myLabel.text = text
    DispatchQueue.global(qos: .utility).async {
        self.processText(text)
    }
}

如果我们暂停application：

thread-explosion.jpg
🙀GCD为我们提交的每个块创建了一个线程

当你dispatch_async一个块到并发队列时，GCD将尝试在其线程池中找到一个空闲线程来运行该块。 如果找不到空闲线程，则必须为工作项创建一个新线程。将块快速分配到并发队列可能导致快速创建新线程。

记住这些：

  • 创建线程不是免费的。如果你要提交的工作量很小（<1毫秒），那么在切换执行上下文，CPU周期和内存弄脏方面，创建新线程会很浪费。
  • GCD会很乐意继续为你创建线程，可能导致线程爆炸。

通常，你应该始终从数量有限的串行队列开始，每个串行队列代表应用程序的子组件（数据库队列，文本处理队列等）。对于具有自己的串行调度队列的较小对象，请使用dispatch_set_target_queue定位子组件队列之一。

仅当遇到额外的并发可以解决的瓶颈时，才使用自己创建的并发队列（不使用dispatch_get_global_queue），并考虑使用dispatch_apply。

关于dispatch_get_global_queue的注释：

从dispatch_get_global_queue获得的并发队列不利于将QoS信息转发到系统，因此应避免。

有关libdispatch效率更多详细建议，请查看这个出色的收集。

3. 它可能没有看起来那么糟糕

因此，你尝试过尽可能优化内存使用率，但是即使如此，使用应用程序一段时间后，内存使用率仍然很高。

不用担心，某些系统组件只有在收到内存警告时才会释放内存。

例如，UICollectionView对-didReceiveMemoryWarning（从iOS 13开始）作出反应，在内存不足的情况下从内存中清除其重用队列。

模拟内存警告：

  • 在iOS模拟器中，使用"模拟内存警告"菜单项。
  • 在测试设备上，调用私有API（请勿与此一起提交到App Store）：
[[UIApplication sharedApplication] performSelector:@selector(_performMemoryWarning)];

4. 避免使用dispatch_semaphore_t等待异步工作

这是一个常见的反模式：

let sem = DispatchSemaphore(value: 0)
makeAsyncCall {
	sem.signal()
}
sem.wait()

问题在于，优先级信息不会传播到将由makeAsyncCall发起的工作将完成的其他线程/进程，并且可能导致优先级倒置：

  • 假设从主队列调用makeAsyncCall会将工作负载分派到QoS QOS_CLASS_UTILITY的数据库队列中。
  • 由于makeAsyncCall从主队列调用了dispatch_async，数据库队列的QoS将提高到QOS_CLASS_USER_INITIATED。
  • 用信号量阻塞主队列意味着它被困在等待QOS_CLASS_USER_INITIATED下运行的工作（低于主队列的QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE），因此优先级反转。

XPC的附带说明：

如果你已经使用XPC（在macOS上，或者您正在使用NSFileProviderService），并且想要进行同步调用，请避免使用信号量，而是使用以下方式将消息发送到同步代理：

-[NSXPCConnection synchronousRemoteObjectProxyWithErrorHandler:].

5. 不要使用UIView tags

这是一种不好的做法，并表明有代码异味。 这也不利于性能。

我最近写过这样的代码，一旦点击一个视图，便会根据其标签值更改其子视图的颜色。

UIKit使用objc_get / setAssociatedObject()实现标签，这意味着每次你设置或获取标签时，你都在进行字典查找，该字典将显示在Instruments中：

tag_time_profiler.jpg

-[UIView tag]在处理触摸事件时会消耗宝贵的毫秒数。

文章和推特下有意思的讨论

文章和推特下有意思的讨论，我这里摘取一些，可能也有帮助

####1

Steven Fisher：我仍然没有找到替代4的好方法。我减少了对该模式的使用，以至于它仅在我的测试工具中使用，但仍然困扰着我。

Xaxxus：PromiseKit，是你的答案。

Rony Fadel：向API提供者索要同步API，使用同步API是你最好的选择，它将确保QoS传播。

Daniel Pourhadi：如果说API提供者是Apple，又要等AVAsset属性填充怎么办？在后台线程线程（相对于主线程）中的信号量有害吗？

Rony Fadel：后台线程上的信号量有什么好处？如果你真的认为使用同步API有好处，请提交错误报告。 这是有害的，因为每次你阻塞等待后台工作的信号时，系统都会丢失QoS传播信息。 然后想象一下，主队列在该后台队列上执行dispatch_sync。 boost不会一直传播到执行AVAsset工作的线程，因此主队列会受到影响。

2

Tyler：非常有趣，谢谢你。重新填充cell-我的理解是，collection/table view进入重用池会在大于可见区域的边界上触发-这是一种防止重用池抖动的优化。如果我们 clear/load cell可见性，那么我们是否不进行这种优化？ 我了解你的建议是解决内存问题，但这对提高性能有什么作用？ 不幸的是，似乎没有一种方法可以知道单元何时真正回到重用池中。

Rony Fadel：cells不在视图中时（通常在滚动时）进入重用队列。它与内存有关（性能的一部分，至少是我们在Apple上的分类方式），但与滚动性能无关。

Tyler：我认为你描述的是在didDisappear时返回重用池的内容与iOS10之前的行为一致。 他们从iOS 10记录中的UICollectionView的新增功能中描述了添加的滚动性能优化- “...现在该cell将要退出CollectionView的可见范围。因此，我们将向其发送期望的didEndDisplayingCell。Peter在谈论iOS 9时，此时该cell进入了重用队列，我们将完成此操作。要再次在此特定cell中显示数据，我们必须经历生命周期的开始 并调用cellForItemAtIndexPath。但是在iOS 10中，我们将保留该cell的时间稍长一点。” 请注意，我只是想起这一点，因为我只是在这个领域中工作，试图弄清楚如何避免内存不足的情况而不进行此优化。再次感谢你的帖子。

3

John Siracusa：当你要等待超时的异步非主线程用户启动的工作时，你建议使用什么而不是DispatchSemaphore？

Yaron Inger：你可以使用dispatch group 和 dispatch_group_wait。

Rafael Cerioli：Dispatch groups 和 semaphores一样，没有方法将async转变成sync。

J Matusevich：Dispatch group 是答案。

NieR: Autoconf：Dispatch group 和 semaphore 性能一样. The API 很棒但行为没有区别。

Bob Godwin：DispatchWorkItem👍🏽它们处理了我必须使用semafores的那些情况。 只是该API尚未为开发人员所广泛了解 dispatchworkitem。

pkamb：DispatchGroup! Waiting for multiple blocks to finish

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