iOS性能优化：OC和Swift实战指南

常见的iOS性能优化点，比如内存管理、UI优化、多线程处理、网络请求优化、启动优化、I/O操作、图像处理、算法优化、工具使用等。

一、内存优化

1. 循环引用处理

原理：对象之间的强引用导致无法释放，内存泄漏。
Objective-C：
- 使用 __weak 或 __unsafe_unretained（需谨慎）打破循环：
  ini 复制代码
```
__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.block = ^{
    // 弱引用避免循环
    [weakSelf doSomething];
};
```
- 对 NSTimer 使用 NSProxy 或 weak 委托模式。
Swift：
- 使用 [weak self] 或 [unowned self] 捕获列表：
  swift 复制代码
```
self.block = { [weak self] in
    guard let self = self else { return }
    self.doSomething()
}
```
- unowned 适用于生命周期相同或更短的场景（如父子关系）。

2. 自动释放池（Autorelease Pool）

原理：批量创建临时对象时，及时释放内存。

Objective-C：

ini 复制代码

@autoreleasepool {
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        NSString *temp = [NSString stringWithFormat:@"%d", i];
        // 临时对象会被及时释放
    }
}

Swift：

rust 复制代码

autoreleasepool {
    for i in 0..<100000 {
        let temp = "(i)"
        // 临时对象在块结束时释放
    }
}

适用场景：大量临时对象生成（如解析 JSON 数组、图像处理）。

二、UI 性能优化

1. 避免离屏渲染（Offscreen Rendering）

原理：离屏渲染（如圆角、阴影）触发 GPU 额外绘制，导致卡顿。

优化方法：

预渲染圆角：

Objective-C：

ini 复制代码

// 使用 Core Graphics 提前绘制圆角
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(view.bounds.size, NO, 0);
[[UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:view.bounds cornerRadius:10] addClip];
[image drawInRect:view.bounds];
UIImage *roundedImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
view.layer.contents = (id)roundedImage.CGImage;

Swift：

ini 复制代码

let renderer = UIGraphicsImageRenderer(size: view.bounds.size)
let roundedImage = renderer.image { context in
    UIBezierPath(roundedRect: view.bounds, cornerRadius: 10).addClip()
    image.draw(in: view.bounds)
}
view.layer.contents = roundedImage.cgImage

避免 shouldRasterize：除非复用图层，否则会触发离屏渲染。

2. Cell 复用与轻量化

原理：避免频繁创建/销毁 Cell，减少 CPU 和内存压力。

Objective-C：

ini 复制代码

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    // 复用 Cell
    UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"CellID"];
    if (!cell) {
        cell = [[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:@"CellID"];
    }
    // 轻量配置（避免复杂计算）
    cell.textLabel.text = [self.dataArray[indexPath.row] title];
    return cell;
}

Swift：

swift 复制代码

func tableView(_ tableView: UITableView, cellForRowAt indexPath: IndexPath) -> UITableViewCell {
    let cell = tableView.dequeueReusableCell(withIdentifier: "CellID", for: indexPath)
    cell.textLabel?.text = dataArray[indexPath.row].title
    return cell
}

优化点：
- 避免在 cellForRow 中执行耗时操作（如网络请求）。
- 使用 prepareForReuse 清理旧数据。

三、多线程优化

1. 主线程任务最小化

原理：主线程阻塞导致 UI 卡顿（16ms 内未完成一帧绘制）。

Objective-C：

ini 复制代码

// 将耗时操作放到后台线程
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        self.imageView.image = [UIImage imageWithData:data];
    });
});

Swift：

csharp 复制代码

DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
    let data = try? Data(contentsOf: url)
    DispatchQueue.main.async {
        self.imageView.image = UIImage(data: data!)
    }
}

2. 线程安全与锁优化

Objective-C：

@synchronized 实现简单但性能较低：

objc
java 复制代码
```
@synchronized(self) {
    // 临界区
}
```

高性能场景使用 os_unfair_lock（替代已废弃的 OSSpinLock）：

ini 复制代码

#include <os/lock.h>
os_unfair_lock lock = OS_UNFAIR_LOCK_INIT;
os_unfair_lock_lock(&lock);
// 临界区
os_unfair_lock_unlock(&lock);

Swift：

使用 NSLock 或 DispatchQueue 屏障：

arduino 复制代码

let queue = DispatchQueue(label: "com.example.threadSafe", attributes: .concurrent)
queue.async(flags: .barrier) {
    // 写操作（独占访问）
}

四、网络优化

1. 请求合并与缓存

Objective-C：

objectivec 复制代码

// 使用 NSURLSession 的缓存策略
NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:url cachePolicy:NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad timeoutInterval:10];

Swift：

less 复制代码

let request = URLRequest(url: url, cachePolicy: .returnCacheDataElseLoad, timeoutInterval: 10)

优化点：
- 减少重复请求（如短时间内多次刷新）。
- 使用 HTTP/2 多路复用降低连接开销。

五、启动时间优化

1. 冷启动阶段优化

原理：减少 main() 函数之前的加载时间（T1）和首帧渲染时间（T2）。
Objective-C：
- 减少动态库数量，合并 Category。
- 避免在 +load 方法中执行代码。
Swift：
- 使用 @UIApplicationMain 减少启动代码。
- 延迟非必要初始化：
  javascript 复制代码
```
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 0.5) {
    // 延迟初始化第三方 SDK
}
```

六、I/O 优化

1. 文件读写异步化

Objective-C：

arduino 复制代码

dispatch_io_t channel = dispatch_io_create_with_path(DISPATCH_IO_STREAM, [path UTF8String], O_RDONLY, 0, queue, ^(int error) {});
dispatch_io_read(channel, 0, SIZE_MAX, queue, ^(bool done, dispatch_data_t data, int error) {});

Swift：

arduino 复制代码

let queue = DispatchQueue.global(qos: .background)
DispatchIO.read(fromFileDescriptor: fd, queue: queue) { data, _ in
    // 处理数据
}

七、图像处理优化

1. 异步解码与降采样

Objective-C：

objectivec 复制代码

// 使用 ImageIO 进行降采样
CGImageSourceRef source = CGImageSourceCreateWithURL((__bridge CFURLRef)url, NULL);
CGImageRef imageRef = CGImageSourceCreateImageAtIndex(source, 0, (__bridge CFDictionaryRef)@{(id)kCGImageSourceThumbnailMaxPixelSize: @(300)});
UIImage *image = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];

Swift：

swift 复制代码

let source = CGImageSourceCreateWithURL(url as CFURL, nil)!
let options: [CFString: Any] = [kCGImageSourceThumbnailMaxPixelSize: 300]
let imageRef = CGImageSourceCreateThumbnailAtIndex(source, 0, options as CFDictionary)!
let image = UIImage(cgImage: imageRef)

八、算法与数据结构

1. 高效遍历与查询

Objective-C：
- 使用 NSDictionary 替代 NSArray 快速查找（O(1) vs O(n)）。
Swift：
- 使用 lazy 延迟计算集合：
  ini 复制代码
```
let filteredData = data.lazy.filter { $0.isValid }.map { $0.value }
```
- 使用 ContiguousArray 提升性能（连续内存布局）。

九、工具使用

1. Instruments 分析

Time Profiler：定位 CPU 热点函数。
Allocations：分析内存分配类型和泄漏。
Core Animation：检测离屏渲染和帧率。

十、Swift 特有优化

1. 减少动态派发

使用 final 和 private 修饰类或方法：

swift 复制代码

final class NetworkManager {
    private func fetchData() { ... }
}

2. 值类型优先

使用结构体（struct）替代类（class）减少引用计数开销：
kotlin 复制代码
```
struct Point {
    var x: Double
    var y: Double
}
```

总结

Objective-C 优化重点：手动内存管理、@autoreleasepool、避免 performSelector 潜在泄漏。
Swift 优化重点：值类型、协议扩展、DispatchQueue 和现代语法（如 Result 类型）。
通用原则：减少主线程阻塞、复用资源、异步化耗时操作、利用工具分析瓶颈。