人工智能

iOS如何进行优化项目?

时间:2010-12-5 17:23:32  作者:IT科技   来源:应用开发  查看:  评论:0
内容摘要:1. 结构与架构1.1 结构这里说的结构大概有两点:1.文件目录分类 2.第三方库管理1.1.1 文件目录分类为了方便管理,***将Xcode中的项目展示目录与实际的存储目录保持一致此外,一般按业务模

1. 结构与架构

1.1 结构

这里说的进行结构大概有两点:1.文件目录分类 2.第三方库管理

1.1.1 文件目录分类

为了方便管理,***将Xcode中的优化项目展示目录与实际的存储目录保持一致

此外,一般按业务模块分类,项目一级目录可以按照MVC格式,也可以按照业务模块划分

用最普遍的进行Model View Controller架构举例

以一个基础的电商项目来解释,4个tabbarItem对应着四大模块,优化首页、项目分类、进行购物车、优化个人中心,项目往下每个还可以细分为MVC+Session层

按项目架构来分

最外层为Model、进行View、优化Controller、项目Session层,进行内部才是业务模块

这一块无需多言,两者配合使用即可

1.1.2 第三方库

个人建议:时间允许的优化话自己多造造轮子,风险可控,项目好维护

如非必要,尽量不要直接使用已经编译好的三方库(framework/.a),***自己去编译三方库(安全要求)

管理方面有三种方式:

手动管理

手动维护各种第三方库,适合于已经趋于稳定、极少Bug的三方库

CocoaPods

Carthage

这里更推荐使用Carthage,因为它对项目的侵入性最小,而且是去中心化管理,不需要等待漫长的pod update / install过程.不过各有各的站群服务器好处,使用CocoaPods简单粗暴,基本不需要额外设置什么,看自己需求吧

1.2 项目架构

项目逻辑基本都围绕了一条主线时,我们采用MVC已经可以很好的满足我们的需求,但是当业务逻辑日渐复杂的时候,我们单纯的采用Model View Controller这种编程模式已经不能很好的将业务逻辑与代码分离开,也就是解耦Decouple.

为了更好的将ViewController解耦,产生了Model View ViewModel这种编程模式,ViewModel层其实做了一层Model与ViewController中间的桥接,有利有弊,该模式会产生很多胶水代码,但是配合响应式编程框架(如 ReactiveCocoa或者RxSwift),可以做到***程度的解耦。,适合与自己实际项目业务复杂程度的模式才是好的编程模式。

引申 : <关于组件化编程>

如果项目业务很复杂、很多业务组件都通用,可以采用组件化编程,常用的一种就是采用CocoaPods将项目业务模块分拆成各种pod库,使用什么模块直接集成就好,再配合MVVM和响应式编程框架(如 ReactiveCocoa或者RxSwift),可以做到***程度的源码库解耦。

2. 崩溃&性能调优

当项目已经完成业务模块上线后,我们就可以开始考虑关于如何提高App的用户体验,举例一下几个问题:

1. 代码规范,定期code review了吗

2. 复杂列表的滚动时FPS可以保持在60帧左右吗?

3. 页面加载渲染的耗时能不能进一步减小?

4. 网络缓存有做吗,UIWebView / WKWebView的常用静态资源做缓存了吗

5. App的启动时间可以在保持最小业务逻辑的同时再减小一点吗?

2.1 UITest & UnitTest

当开发完新需求的时候,在提测之前我们***编写下UITest和UnitTest,覆盖主业务流程即可,可以提高我们的提测质量,减小一些可见的Bug,再加上冒烟用例,***程度上提高我们提测的质量(成为KPI之王 - ????),而且上线之后这些单元测试和UITest组件的脚本可以配合自动化测试定期进行回归测试,提高App的质量,减少崩溃率

2.2 NullSafe

绝大多数情况下,我们向NSNull对象发送消息,都会产生崩溃,NSNull对象常见于后台返回数据中可能会有null字段,很多JSON库都会转成NSNull对象,如下情况就会产生崩溃:

id obj = [NSNull null]; NSLog(@"%@", [obj stringValue]); 

但是向nil对象发送消息则不会产生崩溃,这些可以参考NullSafe中的处理方法,高防服务器重写

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector和- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation这两个方法将没能力处理消息的方法签名转发给nil对象则不会产生崩溃

此外,常见的崩溃比如,NSArray取值越界,NSDictionary传了nil对象,这些问题产生的崩溃可以使用Runtime中的Method Swizzle,将原生的方法hook掉,如下:

@implementation NSMutableDictionary (NullSafe) - (void)swizzleMethod:(SEL)origSelector withMethod:(SEL)newSelector {      Class class = [self class];     Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, origSelector);     Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, newSelector);     BOOL didAddMethod = class_addMethod(class,                                         origSelector,                                         method_getImplementation(swizzledMethod),                                         method_getTypeEncoding(swizzledMethod));     if (didAddMethod) {          class_replaceMethod(class,                             newSelector,                             method_getImplementation(originalMethod),                             method_getTypeEncoding(originalMethod));     } else {          method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);     } } + (void)load {      static dispatch_once_t onceToken;     dispatch_once(&onceToken, ^{          id obj = [[self alloc] init];         [obj swizzleMethod:@selector(setObject:forKey:) withMethod:@selector(safe_setObject:forKey:)];     }); } - (void)safe_setObject:(id)value forKey:(NSString *)key {      if (value) {          [self safe_setObject:value forKey:key];     }else {          NullSafeLogFormatter(@"[NSMutableDictionary setObject: forKey:], Object cannot be nil")     } } @end 

这种解决方法可以避免诸如数组取值越界、字典传空值、removeObjectAtIndex等错误,如下的崩溃就可以避免:

id obj = nil; NSMutableDictionary *m_dict = [NSMutableDictionary dictionary]; [dict setObject:obj forKey:@"666"]; 

2.2 监控系统

目前大多数App都集成了第三方统计库,常见的比如腾讯的Bugly、友盟的U-App等等,在这介绍下如何自建性能监控库

可以使用PLCrashReporter或者KSCrash库解析崩溃日志并符号化,再上传至后台,自己做收集加统计,顺带提一下,我们使用了PLCrashReporter,后端使用了Laravel,很方便的开发了一套简单的崩溃及各种性能参数收集的系统,所以如果要自建,可以考虑这个组合

CPU、内存、FPS记录及保存

  1    `CPU`、`FPS`、`Memory占用`网上都有现成的方法获取到这三个参数,这三个属于性能监控,可以定时记录,比如10S记录一次到本地文件中,每次打开App上传昨天的日志。这就要自己制定日志上传的策略了

卡顿日志收集

用户能感受到的卡顿一般都是因为在主线程做了耗时操作,举几个会发生卡顿的例子:

viewDidLoad中 for循环中初始化10000个UILabel实例

cellForRow代理方法中手动休眠usleep(100*1000)

如何监听这些事件呢?查看下源代码,核心方法CFRunLoopRun简化后的逻辑如下:

    int32_t __CFRunLoopRun() {      //通知即将进入runloop     __CFRunLoopDoObservers(KCFRunLoopEntry);     do     {          // 通知将要处理timer和source         __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers);         __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources);         __CFRunLoopDoBlocks();  //处理非延迟的主线程调用         __CFRunLoopDoSource0(); //处理UIEvent事件         //GCD dispatch main queue         CheckIfExistMessagesInMainDispatchQueue();         // 即将进入休眠         __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting);         // 等待内核mach_msg事件         mach_port_t wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts();         // Zzz...         // 从等待中醒来         __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting);         // 处理因timer的唤醒         if (wakeUpPort == timerPort)             __CFRunLoopDoTimers();         // 处理异步方法唤醒,如dispatch_async         else if (wakeUpPort == mainDispatchQueuePort)             __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__()         // UI刷新,动画显示         else             __CFRunLoopDoSource1();         // 再次确保是否有同步的方法需要调用         __CFRunLoopDoBlocks();     } while (!stop && !timeout);     //通知即将退出runloop     __CFRunLoopDoObservers(CFRunLoopExit); } 

我们可以看到在kCFRunLoopBeforeSources和kCFRunLoopBeforeWaiting等待时间过长即可判定为卡顿,具体怎么算作卡顿,我们都知道FPS为一秒60帧左右***,FPS即为Frames Per Second,严格意义上一秒60帧算流畅,也就是一帧需要1s/60 = 16.6ms,考虑会有其他的一些事件影响,可以用连续几次50ms或者单次耗时过长判定为卡顿。判定为卡顿之后,我们可以使用PLCrashReporter或者KSCrash生成日志记录,可以存储到本地

我们可以使用CFRunLoopObserverRef来实时获取NSRunLoop状态值的变化,一下为一个样例:

@interface LagCollectionTool () {      int timeoutCount;     CFRunLoopObserverRef observer;     BOOL observeLag; @public     dispatch_semaphore_t semaphore;     CFRunLoopActivity activity; } @end @implementation LagCollectionTool + (instancetype)shareInstance {      static dispatch_once_t onceToken;     static LagCollectionTool *tool = nil;     dispatch_once(&onceToken, ^{          tool = [[LagCollectionTool alloc] init];     });     return tool; } - (void)lanuch {      if (observer)         return;     // 信号     semaphore = dispatch_semaphore_create(0);     // 注册RunLoop状态观察     CFRunLoopObserverContext context = { 0,(__bridge void*)self,NULL,NULL};     observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,                                        kCFRunLoopAllActivities,                                        YES,                                        0,                                        &runLoopObserverCallBack,                                        &context);     CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);     // 在子线程监控时长     dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{          while (YES)         {              long st = dispatch_semaphore_wait(semaphore, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 50*NSEC_PER_MSEC));             if (st != 0)             {                  if (!observer)                 {                      timeoutCount = 0;                     semaphore = 0;                     activity = 0;                     return;                 }                 if (activity==kCFRunLoopBeforeSources || activity==kCFRunLoopAfterWaiting)                 {                      timeoutCount++;                     //                    NSLog(@"%d", timeoutCount);                     if (timeoutCount < 5)                         continue;                     NSLog(@"----------------卡爆了!----------------");                     PLCrashReporterConfig *config = [[PLCrashReporterConfig alloc] initWithSignalHandlerType:PLCrashReporterSignalHandlerTypeBSD                                                                                        symbolicationStrategy:PLCrashReporterSymbolicationStrategyAll];                     PLCrashReporter *crashReporter = [[PLCrashReporter alloc] initWithConfiguration:config];                     NSData *data = [crashReporter generateLiveReport];                     PLCrashReport *reporter = [[PLCrashReport alloc] initWithData:data error:NULL];                     NSString *report = [PLCrashReportTextFormatter stringValueForCrashReport:reporter                                                                               withTextFormat:PLCrashReportTextFormatiOS];                                                                                                       //上传卡顿日志文件                 }             }             timeoutCount = 0;         }     }); } static void runLoopObserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info) {      LagCollectionTool *tool = (__bridge LagCollectionTool *)info;     tool->activity = activity;     dispatch_semaphore_t semaphore = tool->semaphore;     dispatch_semaphore_signal(semaphore); } 

从容崩溃,上传崩溃日志

通过使用NSSetUncaughtExceptionHandler注册自己的异常处理回调,发生崩溃时让程序显示的从容一点,不会直接闪退,可以弹出自己的崩溃异常界面,可以参考Bilibili的界面,比如说前方遇到高能反应之类,程序需要重启之类的,不会让用户感觉到很突兀得闪退了,也可以在收到崩溃日志后手动维护Runloop,下面是一个样例:

// 1. 注册ExceptionHandler + (void)installUncaughtExceptionHandler {      NSSetUncaughtExceptionHandler(&HandleException);     signal(SIGHUP, SignalHandler);     signal(SIGINT, SignalHandler);     signal(SIGQUIT, SignalHandler);     signal(SIGABRT, SignalHandler);     signal(SIGILL, SignalHandler);     signal(SIGSEGV, SignalHandler);     signal(SIGFPE, SignalHandler);     signal(SIGBUS, SignalHandler);     signal(SIGPIPE, SignalHandler); } // 2. 处理崩溃信息 void SignalHandler(int signal) {      // 1. 获取调用栈     // 2. 处理异常     // 3. App保活     BOOL isContiune = TRUE; // 是否要保活     CFRunLoopRef runLoop = CFRunLoopGetCurrent();     CFArrayRef allModes = CFRunLoopCopyAllModes(runLoop);     while (isContiune) {          for (NSString *mode in (__bridge NSArray *)allModes) {              CFRunLoopRunInMode((CFStringRef)mode, 0.001, true);         }     }     CFRelease(allModes);     signal(SIGABRT, SIG_DFL);     signal(SIGILL, SIG_DFL);     signal(SIGSEGV, SIG_DFL);     signal(SIGFPE, SIG_DFL);     signal(SIGBUS, SIG_DFL);     signal(SIGPIPE, SIG_DFL); } 

延伸:

监控系统不光局限于性能、崩溃率,也可以将统计策略延伸到网络请求连通率或者一些业务层面,更好的把控App的质量

2.3 性能调优&App体验优化

前面我们介绍了如何有效地减少崩溃及优雅地处理崩溃,下面来看看解决性能问题需要注意几点。

2.3.1 懒加载的利与弊

懒加载适用于一些可能不会加载的页面,比如弹框、空数据页面之类的,使用得当可以避免内存暴涨,使用不好,比如在必定会弹出的页面中使用懒加载可能会在增加页面响应时间,所以使用懒加载一定要注意使用场景,避免产生副作用

2.3.2 避免使用重绘

重写 drawRect 或者 drawReact:inContext方法会默认创建一个图层上下文,图形上下文所需要的内存为图层宽 * 图层高 * 4字节,图层每次进行重绘时都需要抹掉内存重新分配,会产生巨大的性能开销

UIView类实际上是对CALayer的封装,关于UI层面的性能优化有很多东西,可以看看iOS CoreAnimation 核心动画高级编程中关于图层性能的一章

2.3.3 App体验优化

谈起App体验优化,其实这是个玄学,你需要在性能与体验上找到一个平衡点,常见的糟糕的体验包括:

UITableViewCell 使用不当造成滑动卡顿

大量cornerRadius和maskToBounds一起使用造成的离屏渲染造成的性能问题

网络请求操作没有任何状态展示,比如加载框、按钮置灰等

网络请求没有进行缓存

这些问题只是App的细节,但是从细节入手才能更显的专业~

我们重点谈谈网络请求优化:

2.3.3.1 手动维护DNS解析

用www.manoboo.com来举例,通过域名访问首先会寻找DNS解析服务器,然后才会映射到自己的服务器IP上。我们直接使用IP请求接口访问网络资源,可以避免很多问题,但是有利有弊,需要自己维护DNS映射,在直接比如:

运营商DNS流量劫持,具体表现在你的H5网页莫名其妙的被加了广告(关于这个问题,也可以做域名白名单,非本域名资源禁止请求,或者H5方面做处理),也有

DNS服务商(如万网)解析出现故障造成的大批量用户无法正常使用App,按天计算。。

DNS解析延迟过高造成的加载超时导致用户体验差

此时我们可以考虑自己手动做DNS解析,简单点可以在网络请求时将URL中的域名替换掉,或者在Objective-C中实现NSURLProtocol(Swift中为URLProtocol)的子类对应的方法,做全局替换URL

不过也有些弊端:

需要手动维护DNS解析表,解析出错后需要一套容错方案,保证接口的畅通

HTTP请求可以通过设置header中的host字段进行网络请求,HTTPS请求还需额外配置,受限于篇幅原因,详细的弊端和解决方法可以阅读下这篇文章HTTPDNS在iOS中的实践

2.3.3.2 网络请求缓存优化

适用场景:一些更新频率较低的场景:比如个人中心

关于网络请求缓存,App端的网络请求对面到后端更多的是增删改查,这个方面需要和后端配合,是否资源改变即后端是否需要重新检索或修改数据,这个时候我们就需要一个value比如时间戳Last-Modified或者标识ETag来告知服务器自己当前的资源标记,目前常用的策略为:

以时间戳Last-Modified为例

App端***次请求接口,服务端返回成功,HTTP Status为200,并且在返回的Header中用Last-Modified表明服务器中该资源***被修改的时间

App端第二次请求该接口,Header中传递本地缓存的Header中的Last-Modified,如果服务器端的资源并未发生变化,则会返回HTTP Status为304,我们直接可以使用本地的缓存,传输流量更少,相对而言,用户的等待时间会更短

注:

量化而非猜测,这是我们开发过程中的一个原则,当遇到性能问题时,我们可以使用instruments来测量实际运行过程中的各个参数,找到问题所在(建议真机调试而不是模拟器,真机才能更高的还原性能问题)

instruments中工具都有各自的用处,比如可以使用Leask查看App运行过程中的内存泄露,使用TimeProfiler查看App启动耗时或者方法耗时,或者偷懒一点可以使用CACurrentMediaTime()两次的差值计算方法耗时

结语

受限于篇幅原因,有些点也是一概而过,iOS中如何优化一个项目,这是一门很深的学问,知识点范围很广,我也只是涉及到了一部分,学无止境嘛,完成工作的同时我们也可以做一个酷酷的程序员,学学Haskell去体验下函数式编程思维的乐趣,或者搞搞LLDB更好得做个Debugger

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文中引用到的文章如下:

CocoaChina - iOS 实时卡顿监控

iOS Core Animation: Advanced Techniques 中文译本

文中所涉及到的开源库如下:

PLCrashReporter

KSCrash

MBNullSafe ManoBoo编写的NullSafe库,会进一步拓展功能

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