IOS App 启动时间优化实战

当用户使用一款IOS App，打开App界面时，过长的等待时间会使用户陷入焦虑，对用户的留存率产生不良影响，虽然精致的启动页能对等待焦虑有一定的缓解作用，但是最好还是尽可能地减少App的启动时间。最近参与开发了一款IOS App，为了达到减少App启动时间的目的，我们首先明确了影响IOS App启动时间的因素，并做了相应的优化。

完整的App启动过程包括两部分，第一部分称是在main()函数执行之前完成的(下文描述为过程一);第二部分从main()函数执行开始到第一个界面渲染完成(下文描述为过程二)。

过程一

测算时间

Xcode提供了输出pre-main耗时的配置，

通过在Edit Scheme -> Arguments -> Environment Variables -> +添加name为DYLD_PRINT_STATISTICS，value为YES的环境变量。

当Xcode运行App时，会在console中输出pre-main的总耗时，以下为次元仓的输出数据：

Total pre-main time: 773.69 milliseconds (100.0%)

dylib loading time: 143.95 milliseconds (18.6%)

rebase/binding time: 130.67 milliseconds (16.8%)

ObjC setup time: 80.49 milliseconds (10.4%)

initializer time: 418.36 milliseconds (54.0%)

slowest intializers :

libSystem.B.dylib : 19.92 milliseconds (2.5%)

libBacktraceRecording.dylib : 46.24 milliseconds (5.9%)

libglInterpose.dylib : 148.03 milliseconds (19.1%)

libMTLInterpose.dylib : 31.94 milliseconds (4.1%)

CYC : 201.71 milliseconds (26.0%)

分析优化

测算时间中的数据中主要包括了4部分数据：

1. dylib loading time：动态库加载耗时

* 动态库的加载数量越多，加载耗时越长，可以通过合并多个动态库或者使用静态库代替进行优化

* 使用dlopen()懒加载动态库，这个方法相对比较复杂，如非必要不鼓励使用

2. rebase/binding time：指针修正耗时

* 尽可能少地添加Objective-C的metadata(类、category和Selector)的数量,使Rebase/binding过程中指针修正的时间减少

* 尽可能少地使用C++虚函数，虚函数的加载也需要进行指针修正

3. ObjC setup time：

* 耗时与Objective-C的metadata(类、category和Selector)的数量和更新Non Fragile ivars偏移值相关，优化方式与rebase/binding time类似。

4. initializer time：调用Objective-C的+load方法进行初始化的耗时

* 与ObjC的+load方法执行时间相关，通过把+load方法替换为+initialize方法，延迟初始化的执行

过程二

执行顺序

App启动顺序

1. App被用户显性启动或者被系统隐性启动了。

2. 作为App程序入口的main()函数会调用UIApplicationMain()函数。

3. UIApplicationMain()函数创建UIApplication对象、App delegate和main runloop。

4. UIKit从Deployment Info->Main interface设置的main storyboard或者xib中加载App的默认界面

5. UIKit调用App delegate的-Application:willFinishLaunchingWithOptions: 方法.

6. UIKit调用App delegate相关的代理方法重新获取缓存状态。

7. UIKit调用App delegate的-Application:didFinishLaunchingWithOptions:方法.

8. 启动过程完成。

分析优化

在开发过程中我们可以针对优化步骤4、7进行优化

* 针对步骤4，main storyboard或者xib的需要加载的数据量大，尽可能地把Deployment Info->Main interface的设置去掉，需要加载root controller的时候再通过-Application:didFinishLaunchingWithOptions:方法进行加载，并且root controller最好是纯代码实现，延迟subview的加载。

* 针对步骤7，需要针对具体业务分析是否必须在-Application:didFinishLaunchingWithOptions:中完成。比如说日志、统计、推送等业务，是必须在App完成启动前就配置好的；比如说首页数据更新、获取广告信息等业务则可以延迟到启动完成后再执行。

总结

以上是我在工作中总结的App启动时间优化方法，在实际开发中，我们需要根据具体的App架构和业务选择相应的优化。还可以用工具针对App启动时间进行监测，在这里，推荐“友盟+U-APM应用性能监控平台”这款工具，它可以辅助开发者实时监测App后台出现的问题，以及App启动时间的问题，找到问题从而方便开发人员进行修复并优化。通过轻量级的集成接入即可拥有实时、可靠、全面的应用崩溃、ANR、自定义异常等捕获能力，及卡顿、启动分析、内存分析、网络分析等性能监测能力。可助更多APP开发同学从中获益。

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