iOS启动优化 - 1分钟让你的启动速度降低 1s

先回答标题

原理是通过减少启动时加载的动态库数量达到目的。那一分钟就可以？是的，因为 CocoaPods 默认是会加载所有的依赖库，可以在一分钟内通过删除 Other Linker Flags 中的链接标记，取消启动时自动加载的动态库。那 300ms 是不是夸张了？没有一点点夸张，不信大家往下看。(文章结尾有惊喜！)

准备工作

如何测量启动时间？

咱们首选还是 instruments，它的 App Launch 工具 可将启动过程拆解为关键阶段（如 dyld 加载、Runtime 初始化、首帧渲染等），并量化各阶段的耗时。

如图，这里精确的量化了本次程序运行总的时长、加载可执行文件时长（包含主程序、动态连接器、动态库、各种初始化等）、加载三个动态库的运行时长。这里重点关注加载的动态库，它们的特点是描述以 Map Image + <动态库路径>。

如何知道加载了哪些动态库？

如上图，其中以 Map Image 开头的描述表明这就是一个动态库。dlopen() 函数调用后也会生成一个同样的任务。除了 instruments 还有其他手段。这里就给出一个笔者常用的一个工具。新建一个类 LazyLoader，将以下代码拷贝到全局调用区。

C 复制代码

// 打印动态库名称（兼容 M1/Mac 和 iOS）
void filterThirdPartyLibs(void) {
    uint32_t count = _dyld_image_count();
    for (uint32_t i = 0; i < count; i++) {
        const char* path = _dyld_get_image_name(i);
        if (!strstr(path, "/usr/lib/") &&
            !strstr(path, "/System/Library/")) {
            NSString* pathStr = [NSString stringWithCString:path encoding:NSUTF8StringEncoding];
            NSLog(@"Third-party: %@\n", pathStr.lastPathComponent);
        }
    }
}

// 在程序启动时自动调用
__attribute__((constructor)) static void runtime_init(void) {
    filterThirdPartyLibs();
}

见证奇迹的时刻即将来到，开始发车了。

首先通过 pod 新建一个私有 LoadAFDemo。

BASH 复制代码

pod lib create LoadAFDemo

接下来在 podfile 中添加以下依赖，并执行pod install

RUBY 复制代码

pod 'AFNetworking'

然后将工具 LazyLoader 拖入工程中并进行桥接。现在开始运行项目，可以得到如下结果：

可以看到 AFNetworking 在其中，这里过滤了系统的库，其他两个是主工程相关，因为开发环境被拆分为两个。这个时候可以看到主工程的 Other Linker Flags 很简单，只有 AFNetworking。

接下来打开App Launch 工具 查看总的时长 242.06ms, 这个数字很重要，它代表了 pre-main 阶段的启动耗时。

如图，动态库的加载描述都是以 Map image 开头，其中第一个是笔者添加的依赖库 AFNetworking ，下面三个都是系统库的。

在 podfile 中添加一些依赖库。

RUBY 复制代码

pod 'SDWebImage'
pod 'Realm'
pod 'RxTheme','4.1.1'
pod 'RxGesture','3.0.2'
pod 'NSObject+Rx','5.1.0'
pod 'Moya','~> 14.0.0'
pod 'Alamofire', '~> 5.2.1'
pod 'SwiftyJSON','5.0.0'
pod 'R.swift','5.2.2'
pod 'CryptoSwift','1.4.2'
pod 'SnapKit','5.6.0'
pod 'FlexLayout','1.3.20'
pod 'PinLayout','1.9.2'
pod 'SwifterSwift/Foundation','5.2.0'
pod 'SwifterSwift/UIKit','5.2.0'
pod 'WMPageController','2.5.2'
pod 'CYLTabBarController'
pod 'KMNavigationBarTransition'
pod 'Firebase/AnalyticsWithoutAdIdSupport','9.6.0'
pod 'Firebase/Crashlytics','9.6.0'
pod 'FirebaseCoreDiagnostics','9.6.0'
pod 'FirebaseInstallations','9.6.0'
pod 'FirebasePerformance','9.6.0'
pod 'AppsFlyerFramework','6.5.2'
pod 'MoEngage-iOS-SDK','7.1.4'
pod 'MoEngageInApp', '2.1.2'
pod 'MORichNotification','5.2.0'
pod 'ZLPhotoBrowser', '4.2.5'
pod 'FCUUID','1.3.1'

此时运行pod install再观察，发现刚才添加的依赖库都被添加进来。

接下来运行项目，查看控制台输出：

总计44个三方库加载了，这里只截取部分。

接下来再次打开App Launch 工具 查看总的时长为 1.47s, 比原来多出了近 1.2s。是不是很惊讶，这里的三方库加载耗时基本在 1ms 左右，共 44 个那也最多 100ms 才对。这里先卖个关子，请看接下来的表演。

接下来打开主工程，删除 Other Linker Flags 中的所有内容，再次运行项目。

发现三方库一个也没有加载。再次打开App Launch 工具 查看总的时长为 197.07ms

看到这里的你，是不是惊讶，从 1.47s 到 197.07ms，启动效能完全是飞升了。那这个做法可以直接运用到项目中去吗？接下来通过一些问题来解开谜题。

一些疑点

清空 Other Linker Flags 中的依赖后，代码能运行吗？

答：能运行，不过相关的三方库会在 pre-main 阶段加载。请看下图，上图中首先 import AFNetworking 库，然后使用 AFHTTPSessionManager 获取其实例，且 callAF 方法没有任何地方调用，只是定义了。运行项目可以看到，控制台中输出了 AFNetworking，没有编译和运行报错。（如果只是 import 是不会触发链接操作的）。这里暂且把这种行为定义为 Real Import 。
那为什么会这样呢？

其实答案很明显，获取 AFHTTPSessionManager 实例是编译期就确定的行为。而编译没有报错，那英爱是系统在 pre-main 阶段通过 LC_LOAD_DYLIB 指令加载 AFNetworking。
在私有podspec中添加了 AFNetworking依赖，还需要清除私有podspec中的 Other Linker Flags 吗？

答：在私有库没有 Real Import 的前提下，不需要清除 Other Linker Flags 也可以实现依赖的三方库不被加载。就是说，私有podspec断开了和主工程链接关系，那么这个 AFNetworking 也就没有断开了和主工程的联系，所以即使 Other Linker Flags 添加了链接标记，也只是 AFNetworking 和当前私有库的。
把 AFNetworking 换成 Alamofire 也是一样的吗？

答：是的
没有加载AFNetworking的情况下，通过反射(NSClassFromString(@"AFHTTPSessionManager"))可以拿到实例吗？答：当然不可以，需要时先动态加载 AFNetworking。
说了这么多那 dyld 的加载动态库的原则是什么 ？

答：这个问题主要与 Mach-O 的文件结构有关。可以使用 otool -l <动态库路径> 查看文件中所以依赖的动态库。主要有两个命令LC_LOAD_DYLIB 和 LC_LOAD_WEAK_DYLIB, 其实上面的问题中提到的Real Import实际上是执行 LC_LOAD_DYLIB 命令将动态库加载到强依赖库列表 中，也就对应在Other Linker Flags中标记为-framework的动态库。LC_LOAD_WEAK_DYLIB命令将动态库加载到弱依赖库列表 中，对应于Other Linker Flags中的-weak_framework标记的动态库。而无论是强依赖还是弱依赖，正常情况情况下都会加载。
你搞这么麻烦，直接用系统支持的 -weak_framework标记不就行了？答：这个笔者经过实测，在目前的系统版本(iOS18)是不行的。经过查阅官方文档发现最后更新日期是2013年，应该是很久没有更新了。而且现在大部分使用的是dyld3。

惊喜

为了更加直观的观察依赖关系，笔者专门开发了一个脚本工具。优点是：非常直观和方便。下面以咸鱼 iOS 为例。传送门