iOS App启动优化（冷启动、热启动）

App启动优化是提升用户体验的关键环节，主要针对冷启动和热启动进行针对性优化。

冷启动与热启动的定义

冷启动（Cold Launch）
- 场景：App进程不存在，需系统创建新进程并完成完整初始化（如首次启动或进程被杀死后重启）。
- 流程：加载可执行文件、动态库→Runtime初始化→执行main()→首屏渲染。
热启动（Hot Launch）
- 场景：App进程在后台存活，仅需将Activity/ViewController带回前台，无需重复初始化核心对象。
- 耗时点：若内存不足导致对象被回收，需部分重建（类似冷启动的第二阶段）。

一、冷启动优化（Cold Launch）

iOS 冷启动分为 pre-main 和 main 到首屏渲染完成 两个阶段，优化需针对各阶段瓶颈：

1. Pre-Main 阶段优化

目标：减少 dyld（动态链接器）和 Runtime 的初始化时间。

减少动态库依赖
- 合并自定义动态库（如将多个动态库合并为1个），避免 dyld 递归加载。
- 优先使用静态库（.a 或 .framework 的静态链接形式）。
- 检查系统动态库是否必要（如 WebKit.framework 可能被误引入）。
精简 Objective-C 元数据
- 移除未使用的类、分类（Category）、协议和 Selector，减少 __DATA 段数据量。
- 使用 Link Map 文件分析无用代码（Xcode 设置 Write Link Map File = YES）。
- 避免在 +load 方法中执行耗时操作（改用 +initialize 或延迟初始化）。
优化符号绑定（Rebase/Binding）
- 减少 C++ 虚函数和复杂继承层次。
- 使用 Swift 时，避免过度使用泛型和协议关联类型（减少符号数量）。

检测工具

bash 复制代码

# 设置环境变量，输出 pre-main 耗时详情
Edit Scheme -> Run -> Environment Variables:
DYLD_PRINT_STATISTICS = 1

输出示例：

复制代码

Total pre-main time: 1.2 seconds (100.0%)
         dylib loading time: 800.00ms (66.6%)
        rebase/binding time: 200.00ms (16.6%)
            ObjC setup time: 100.00ms (8.3%)
           initializer time: 100.00ms (8.3%)

2. Main 到首屏渲染优化

目标：减少 main() 函数到首屏渲染完成的时间。

精简 application(_:didFinishLaunchingWithOptions:)
- 关键原则：首屏渲染前只做必要操作。
- 延迟执行 ：将非首屏依赖的初始化（如第三方 SDK、日志系统）移至首屏显示后。
  swift 复制代码
```
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 0.1) {
    // 延迟初始化非必要任务
    ThirdPartySDK.init()
}
```
- 异步执行 ：使用子线程处理文件 I/O 或计算密集型任务。
  swift 复制代码
```
DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
    // 预加载数据或解析配置
    let config = loadConfigFromDisk()
    DispatchQueue.main.async { updateUI(with: config) }
}
```
视图控制器优化
- 减少 Storyboard/XIB 使用：复杂 Storyboard 会增加 XML 解析时间，改用代码构建视图。
- 预加载首屏数据：在启动前缓存必要数据（如用户信息、配置）。
- 异步解码图片 ：避免在主线程解码大图，使用 UIGraphicsImageRenderer 后台解码。
  swift 复制代码
```
DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
    let image = UIImage(contentsOfFile: path)?.decodedImage()
    DispatchQueue.main.async { imageView.image = image }
}
```
减少主线程阻塞
- 使用 Time Profiler 工具检测主线程耗时函数。
- 避免在 viewDidLoad 中执行同步网络请求或复杂计算。

二、热启动优化（Hot Launch）

热启动优化的核心是 减少对象重建 和 快速恢复状态：

1. 保持关键对象存活

使用 NSCache 或全局变量缓存首屏数据，避免重复加载。
优化内存占用，减少后台被系统回收的概率（iOS 会在内存紧张时回收后台 App 资源）。

2. 快速恢复 UI 状态

使用 UserDefaults 或 Codable 持久化页面状态（如列表滚动位置）。
对于复杂 UI（如网页、视频播放器），保存快照或关键参数以便快速重建。

三、高级优化技巧

1. 二进制重排（Order Files）

通过重排二进制文件的函数布局，将启动阶段高频调用的函数集中在相邻内存页，减少缺页中断（Page Fault）。

步骤：
1. 使用 Apple 的 clang 插桩工具收集启动期函数调用顺序。
2. 生成 Order File 并添加到 Xcode 的 Build Settings -> Order File。
效果：可减少 5%~10% 的启动时间。

2. 懒加载与非必要框架延迟加载

懒加载单例 ：

swift 复制代码

class DataManager {
    static let shared = DataManager()
    private init() { /* 初始化 */ }
}

按需加载动态库 ：

swift 复制代码

// 使用前加载动态库
guard let framework = Bundle(url: frameworkURL) else { return }
framework.load()

3. 启动任务依赖管理

使用 GCD 或 OperationQueue 管理任务依赖关系，最大化并行度：

swift 复制代码

let queue = OperationQueue()
let networkOp = BlockOperation { /* 网络请求 */ }
let parseOp = BlockOperation { /* 数据解析 */ }
parseOp.addDependency(networkOp)
queue.addOperations([networkOp, parseOp], waitUntilFinished: false)

四、监控与度量

1. 启动时间测量

冷启动时间 ：

objc 复制代码

// 在 main.m 中记录时间
CFAbsoluteTime startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
@autoreleasepool {
    return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
// 在 AppDelegate 中计算差值
NSLog(@"Cold launch time: %f", CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime);

热启动时间 ：通过 UIApplicationWillEnterForegroundNotification 监听前后台切换。

2. 使用 Xcode Metrics

MetricKit：收集线上用户的启动耗时分布。
Instruments 的 App Launch 模板 ：分析各阶段耗时（dyld、初始化、首帧渲染）。

五、避坑指南

避免在 +load 中执行同步网络请求：会阻塞主线程。
谨慎使用 __attribute__((constructor)) ：与 +load 类似，可能增加启动耗时。
不要过度使用 Swift 反射（Mirror）：会增加符号绑定时间。

六、优化效果示例

优化项	耗时减少	实现难度
合并动态库	100~300ms	低
移除无用 `+load` 方法	50~150ms	中
二进制重排	50~100ms	高
异步初始化第三方 SDK	200~500ms	中

抖音启动优化：

合并动态库至6个以内，+load方法减少80%。
首屏广告预加载与异步解码，主线程仅处理轻量逻辑。

通过上述策略，可将冷启动时间优化至 400ms 以内 ，热启动至 200ms 以内 。建议结合 AB 测试 验证优化效果，并持续监控关键版本的变化。