ios卡顿优化 - 技术栈

iOS 卡顿优化是提升用户体验的关键，需要从 UI 渲染、数据处理、资源管理、代码效率 等多个维度综合优化。以下是具体的优化方案和实践技巧：

一、卡顿的核心原因

卡顿的本质是 主线程阻塞，导致 UI 刷新不及时（iOS 屏幕刷新率为 60Hz，每帧需在 16.67ms 内完成渲染）。常见原因包括：

主线程执行耗时操作：如复杂计算、网络请求、文件读写、数据库操作。
UI 渲染瓶颈：如视图层级过深、过度绘制、Autolayout 约束复杂。
内存问题：内存暴涨导致频繁 GC，或图片、动画等资源未及时释放。
动画与手势卡顿 ：如 CAShapeLayer 动画未开启 shouldRasterize，手势识别延迟。

二、具体优化方案

1. 主线程减负：将耗时操作移至子线程

主线程仅负责 UI 渲染和用户交互，耗时操作必须放在子线程执行。

常用工具：

GCD ：使用 DispatchQueue.global().async 执行耗时操作，完成后切回主线程更新 UI。
OperationQueue：适合复杂任务依赖管理（如多步网络请求 + 数据处理）。

示例：

swift

复制代码

// 子线程执行文件读写
DispatchQueue.global(qos: .utility).async {
    let data = try? Data(contentsOf: fileURL)
    // 主线程更新 UI
    DispatchQueue.main.async {
        self.imageView.image = UIImage(data: data)
    }
}

注意：

避免在 viewDidLoad、viewWillAppear 中执行耗时操作，可延迟到 viewDidAppear 或使用 DispatchQueue.main.asyncAfter。
网络请求必须使用异步 API（如 URLSession），禁止同步请求。

2. UI 渲染优化：减少过度绘制与层级

（1）简化视图层级

使用 UIStackView 替代复杂的嵌套视图，自动管理子视图布局，减少 Autolayout 约束冲突。
移除无用视图：如隐藏的视图、重叠的视图，避免不必要的渲染。
使用 CALayer 替代 UIView ：如需纯图形展示（如圆角、边框），直接使用 CALayer 可减少视图层级（UIView 本质是 CALayer 的封装）。

（2）减少过度绘制

过度绘制是指同一像素被多次绘制（如视图重叠、背景色重复设置）。可通过 Xcode 调试工具 检测：

打开 Debug → View Debugging → Rendering → Overdraw，红色区域表示过度绘制严重。

优化手段：

避免设置不必要的 backgroundColor（如父视图已设置背景，子视图可省略）。
移除视图的 opaque 属性（默认 true，若视图透明需设为 false，避免额外渲染）。
使用 UIImageView 展示图片时，确保 image 尺寸与 UIImageView 一致，避免缩放导致的额外绘制。

（3）Autolayout 优化

Autolayout 约束过多或复杂会导致布局计算耗时，尤其在 UITableView、UICollectionView 中。

优化手段：

减少约束数量 ：优先使用 leading/trailing 替代 left/right，避免冗余约束（如 width 和 leading/trailing 同时设置）。
使用 UIStackView 或手动计算布局 ：复杂列表项可放弃 Autolayout，直接在 layoutSubviews 中计算帧布局（性能更高）。
避免 intrinsicContentSize 频繁变化：如动态文本标签，提前计算并缓存尺寸，减少布局重排。

3. 图片与资源优化

图片是 App 中最耗资源的部分，优化不当易导致卡顿和内存暴涨。

（1）图片加载优化

使用合适的图片格式 ：
- 静态图：优先使用 WebP/AVIF（iOS 14+ 支持 WebP，iOS 16+ 支持 AVIF），体积比 PNG/JPEG 小 30%-50%。
- 动态图：使用 Lottie 替代 GIF（体积小、支持矢量缩放，且可控制动画进度）。
图片压缩与尺寸适配 ：
- 避免直接加载原始大图，使用 UIGraphicsImageRenderer 缩放图片至展示尺寸：
  
  swift
  复制代码
```
let renderer = UIGraphicsImageRenderer(size: targetSize)
let resizedImage = renderer.image { _ in
    originalImage.draw(in: CGRect(origin: .zero, size: targetSize))
}
```
- 使用 ImageOptim、Squoosh 等工具压缩图片，移除 EXIF 元数据。
图片缓存策略 ：
- 使用 SDWebImage、Kingfisher 等库，自动管理内存和磁盘缓存，避免重复下载。
- 对超大图片（如长图），使用 分片加载 或 CATiledLayer 异步绘制。

（2）动画优化

使用 CALayer 动画替代 UIView 动画 ：CALayer 动画直接作用于图层，不触发 UI 刷新，性能更高（如 CABasicAnimation、CAKeyframeAnimation）。
开启 shouldRasterize ：对复杂形状的 CAShapeLayer 动画，设置 layer.shouldRasterize = true 和 layer.rasterizationScale = UIScreen.main.scale，将图层缓存为位图，减少重复绘制。
避免 UIView 的 alpha 动画 +shadow ：alpha 动画会触发 shadow 重新计算，可改用 CALayer 的 opacity 动画，并提前设置 shadowPath。

4. 列表优化（UITableView/UICollectionView）

列表是卡顿高发区，尤其在数据量大或单元格复杂时。

（1）复用与缓存

确保 reuseIdentifier 唯一且正确复用 ，避免 dequeueReusableCell 时创建新单元格。

缓存单元格高度 ：在 tableView(_:estimatedHeightForRowAt:) 中返回估算高度，在 tableView(_:heightForRowAt:) 中缓存真实高度（避免重复计算）：

swift

复制代码

var heightCache: [IndexPath: CGFloat] = [:]

func tableView(_ tableView: UITableView, heightForRowAt indexPath: IndexPath) -> CGFloat {
    if let height = heightCache[indexPath] {
        return height
    }
    let cell = tableView.dequeueReusableCell(withIdentifier: "Cell") as! CustomCell
    cell.configure(with: data[indexPath.row])
    let height = cell.systemLayoutSizeFitting(UIView.layoutFittingCompressedSize).height
    heightCache[indexPath] = height
    return height
}

（2）减少单元格复杂度

单元格懒加载：仅在需要时创建子视图（如滑动时才加载图片）。
避免在 cellForRowAt 中执行耗时操作：如图片解码、数据格式化，应提前处理并缓存结果。
使用 UICollectionView 的 prefetchingEnabled：开启预加载（默认开启），提前加载即将显示的单元格数据。

5. 内存管理优化

内存不足会导致系统频繁触发 didReceiveMemoryWarning，进而导致 App 卡顿甚至崩溃。

（1）及时释放资源

图片资源 ：不再使用的图片应手动置为 nil，或使用 SDWebImage 的 cancelCurrentImageLoad 取消未完成的请求。
动画与定时器 ：页面销毁时，停止 CADisplayLink、NSTimer，并移除 CALayer 动画。
闭包与代理 ：避免强引用循环（如 self 未使用 weak），导致对象无法释放。

（2）避免内存泄漏

使用 Instruments 检测内存泄漏：打开 Xcode → Open Developer Tool → Instruments → 选择 Leaks，运行 App 并操作，查看泄漏的对象。
常见泄漏场景：
- 闭包中强引用 self（解决方案：[weak self]）。
- NSTimer 未 invalidate（解决方案：页面销毁时调用 timer.invalidate()）。
- 代理未置为 nil（解决方案：delegate = nil 在 deinit 中）。

6. 代码效率优化

（1）数据处理优化

使用高效的数据结构 ：如查找操作优先使用 Dictionary（O (1)）而非 Array（O(n)）。
批量处理数据 ：如 UITableView 刷新时，使用 reloadSections 或 reloadItems 替代 reloadData（减少 UI 重绘范围）。
避免频繁的数组插入 / 删除 ：如需动态更新列表，使用 NSMutableArray 并批量操作，或使用 DiffableDataSource（iOS 13+）自动计算差异并刷新。

（2）避免冗余计算

缓存计算结果：如日期格式化、字符串拼接、图片尺寸计算等，避免在循环或 UI 刷新时重复执行。
使用 lazy 延迟初始化 ：对耗时的对象初始化（如复杂的视图、数据库连接），使用 lazy var 延迟到首次使用时创建。

三、卡顿检测工具

优化前需先定位卡顿原因，以下是常用的调试工具：

1. Xcode 内置工具

Time Profiler ：分析代码执行耗时，定位主线程阻塞的函数。
- 操作：Instruments → Time Profiler → 运行 App，执行卡顿操作，查看耗时排名靠前的方法。
Core Animation ：检测 UI 渲染性能，如帧率、过度绘制、图层数量。
- 操作：Debug → View Debugging → Rendering → 勾选相关选项（如 FPS、Overdraw）。
View Hierarchy ：查看视图层级，发现冗余视图或约束问题。
- 操作：Debug → View Debugging → Capture View Hierarchy。

2. 第三方工具

FLEX：实时查看 App 运行时的视图层级、内存使用、网络请求，支持动态修改 UI 布局。
YYDebugTool：集成了帧率监控、内存监控、网络抓包等功能，适合开发阶段快速调试。

四、总结

iOS 卡顿优化的核心思路是 "主线程减负、渲染优化、资源高效利用"，具体可按以下步骤实施：

定位问题：使用 Time Profiler、Core Animation 等工具找到卡顿的具体原因（如耗时函数、过度绘制）。
针对性优化 ：
- 主线程阻塞：将耗时操作移至子线程。
- UI 渲染瓶颈：简化视图层级、减少过度绘制、优化 Autolayout。
- 资源问题：压缩图片、使用高效格式、及时释放内存。
验证效果：通过 Instruments 或第三方工具监控优化后的帧率、内存占用，确保卡顿问题解决。

持续优化是关键，建议在开发过程中养成良好习惯（如避免主线程耗时操作、合理复用资源），并定期进行性能检测。