程序员面试闪充 -- 性能优化

CPU 和GPU

关于绘图和动画有两种处理方式CPU(中央处理器)和GPU(图形处理器),CPU的工作都在软件层面,而GPU的在硬件层面。 总的来说,可以使用CPU做任何事情,但是对于图像的处理,通常GPU会更快,因为GPU使用图像对高度并行的浮点运算做了优化,所以,我们想尽可能的把屏幕渲染的工作交给硬件去处理,而问题在于GPU并没有无限制处理的性能,一旦资源用尽,即使CPU并没有完全占用,GPU性能还是会下降。 所以,目前大多的性能优化都是关于智能利用GPU和CPU,平衡它们之间工作负载。

Xcode自带调试工具

Instruments

Instruments是Xcode套件中没有被充分利用的工具,很多iOS开发者从来没用过Instrument,很多面试官也会问性能条调优方面的知识,来判断大家到底拥有几年开发经验。 打开instruments有两种方式。一是通过open Developer tool打开,二是使用product选项的profile。

  • core animation

Core Animation工具是用来检测Core Animation性能的,用来查看界面是否卡顿。在这里可以查看到刷新帧率和离屏渲染的效果。手机屏幕所显示的内容都是一个个点组成的。组成的屏幕上完整的一张图片称为一帧。帧率是指一秒钟的时间内重新绘制屏幕多少次。人眼的频率是24,为了保证屏幕的流畅度,刷新帧率应该在50+。在两帧刷新运算没有做完,让用户产生卡顿的感觉如果要提高性能,最关键的是要减少计算量。计算量减少了就能保证每一帧都完成计算,从而达到流畅的效果。

第一个调试选项"Color Blended Layers"正是用于检测哪里发生了图层混合,并用红色标记出来。因此我们需要尽可能减少看到的红色区域。一旦发现应该想法设法消除它。开始调试后勾选这个选项,

第二个调试选项是“Color Hits Green and Misses Red”,它表示如果命中缓存则显示为绿色,否则显示为红色,显然绿色越多越好,红色越少越好。

第三、四个选项的使用场景不多,我们直接看一下第五个选项“Color Misaligned Images”。它表示如果图片需要缩放则标记为黄色,如果没有像素对齐则标记为紫色。

第六个选项“Color Offscreen-Rendered Yellow”会把需要离屏渲染的地方标记为黄色,大部分情况下我们需要尽可能避免黄色的出现。离屏渲染可能会自动触发,也可以手动触发。

  • leaks

用来查看app运行期间,那些代码产生内存泄露。 内存泄露 memory leak,是指程序在申请内存后,无法释放已申请的内存空间。作为用户,根本感觉不到内存泄漏的存在。但内存泄露堆积后果很严重,无论多少内存,迟早会被占光。

点击小红点运行,如果在3区域有红X出现, 则有内存泄露, 4区域则会显示泄露的对象。打用leaks进行监测:点击泄露对象可以在(下图)看到它们的内存地址, 占用字节, 所属框架和响应方法等信息.打开扩展视图, 可以看到右边的跟踪堆栈信息,4 黑色代码最有可能出现内存泄漏的方法

  • Time Profiler

在开发的过程中,我们经常能感觉到,点击某一按钮,或者做了某一操作,会出现卡顿的现象,被称为延迟。使用Time profile工具,就可以揪出耗时的函数。

选择需要调试的项目,勾选安装线程分割和隐藏系统的函数。就可以在下方查看相关的耗时操作,右键定位到耗时的方法,打开代码就能很快解决问题。

Activity Monitor

类似于任务管理器,可以查看所有的进程,以及进程的内存、cpu使用百分比等数据等

Allocations

管理内存是app开发中最重要的一个方面,对于开发者来说,在程序架构中减少内存的使用通常都是使用Allocations去定位和找出减少内存使用的方式。

面试题

问题一: 在开发中,如何去优化tableview呢? 答:

  • 行高一定要缓存: 行高方法其实被调用的次数非常多。通过缓存行高,可以减少大量计算自动布局的过程。
  • 不要动态创建子视图:当cell显示的时候,不要再去创建了。所有的自视图都应该预先创建,如果不需要显示可以设置hidden。
  • 所有的子视图都必须制定背景颜色
  • 所有的颜色都不要使用alpha:设置alpha会增加图层的计算,对性能的消耗非常之大。
  • cell栅格化
-(instancetype)initWithStyle:(UITableViewCellStyle)style reuseIdentifier(NSString *)reuseIdentifier {
    self = [super initWithStyle:style reuseIdentifier:reuseIdentifier];
    
    if(self){
        //栅格化
        self.layer.shouldRasterize = YES;
        // 栅格化必须指定分辨率,否则默认使用 *1 生成图像
        self.layer.raterizationScale = [UIScreen mainScreen].scale;
    }
    return self;
}
  • 异步绘制
self.layer.drawsAsynchronously = YES;

问题二: SDWebimage 在内存方面存在很大的问题,如何解决动态图片内存不释放的问题?

答:SDWebimage 在内存方面存在很大的内存问题,静态的图片也会出现拉伸问题,动态的gif图内存峰值更加的高,内存释放不会及时。 1、利用CADisplayLink开启一个时钟,每次触发只加载一帧图像!而之前的图像立即释放。

2、用加时钟的方式来解决内存过大的问题,会造成额外的开销。可以将动态图片的加载换成YYAnimatedImageView。

问题三: 平时你是如何对代码进行性能优化的呢?

答:利用性能分析工具检测,使用instrument调试界面卡顿,timer Profiler用来看cpu的占比,core animation用来获取图形的绘制情况。使用静态工具analyze分析代码的声明错误、逻辑错误、Api调用错误或内存管理错误。

问题四: 如何对I/O进行性能优化?

答:将零碎的内容作为一个整体进行写入;使用合适的 I/O 操作 API;使用合适的线程;使用 NSCache 做缓存达到减少 I/O操作的效果。

视频地址: 性能优化详解

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