iOS性能---内存优化

为什么要优化内存?

• Jetsam 机制下，系统从内核中开启了最高优先级的线程，来监控整个系统的内存情况。当系统内存不足时，会自动发出内存警告或触发 OOM 杀死低优先级的进程，腾出内存供其他高优先级进程使用。

• MacOS / iOS是一个从 BSD 衍生而来的系统，内核是 XNU，XNU 的微内核是 Mach，其处理内存警告和异常使用的是 Jetsam 机制。

• 内存警告三种方式

  • UIApplicationDelegate的 applicationDidReceiveMemoryWarning:
  • UIViewController的 didReceiveMemoryWarning
  • NSNotificationCenter的 UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification

• 三种内存类型

  • Clean Memory 是指那些可以用以 Page Out（当内存不足的时候，系统会按照一定策略来腾出更多空间供使用，比较常见的做法是将一部分低优先级的数据挪到磁盘上） 的内存。

  • Dirty Memory 是指那些被 App 写入过数据的内存。

  • Compressed Memory 当内存吃紧的时候，系统会将不使用的内存进行压缩，直到下一次访问的时候进行解压。

OOM 监控

• 指 App 在前台因消耗内存过大导致被系统杀死，针对这类问题，我们需要记录发生 FOOM 时的调用栈、内存占用等信息，从而具体分析解决内存占用大的问题。

• 流程是监控 App 生命周期内的内存增减，在收到内存警告时，记录内存信息，获取当前所有对象信息和内存占用值，并在合适的时机上传到服务器。目前比较出名的 OOM 监控框架有 Facebook 的 FBAllocationTracker ，国内的有腾讯开源的** OOMDetector**。

  • FBAllocationTracker
    原理是 hook 了 malloc/free 等方法，以此在运行时记录所有实例的分配信息，从而发现一些实例的内存异常情况，有点类似于在 app 内运行、性能更好的 Allocation。但是这个库只能监控 Objective-C 对象，所以局限性非常大，同时因为没办法拿到对象的堆栈信息，所以更难定位 OOM 的具体原因。

  • OOMDetector
    通过 malloc/free 的更底层接口 malloc_logger_t 记录当前存活对象的内存分配信息，同时也根据系统的 backtrace_symbols 回溯了堆栈信息。之后再根据伸展树（Splay Tree）等做数据存储分析，具体方式参看这篇文章：iOS微信内存监控。

iOS常见内存问题及优化

1. 内存泄漏

   • 检测
     Analyze静态分析

     内存泄露检查 Memory Error
     逻辑错误检查 Logic Error
     声明错误检查 Dead Store
     API调用错误检查 API Misuse

     MLeaksFinder

     // 原理：在NSObject分类中添加willDealloc方法，2秒钟后执行assertNotDealloc，如果对象已经释放不会再执行
     // pop  在UINavigationController+MemoryLeak交换pop和push方法，用关联对象记录是不是执行willDealloc，然后在 UIViewController+MemoryLeak 交换viewDidDisappear，判断关联对象记录然后执行willDealloc
     // dismiss 在 UIViewController+MemoryLeak 交换dismissViewController 然后直接执行 willDealloc

     Instruments中的Leak动态分析内存泄漏
   • 一般原因
     Block循环引用
     NSTimer循环引用
     CoreFoundation方式申请的内存，忘记释放

2. WKWebView 白屏问题

   • UIWebView 会因为内存使用过大而崩溃，WKWebView 苹果进行了优化，不会 Crash 但会导致白屏，不显示内容。

   • 解决方法是监听到 URL 为 nil 或者接收到 WKNavigationDelegate 的 webViewWebContentProcessDidTerminate 时，reload 页面。

3. 野指针

   • 目前最为常见的野指针是 objc_msgSend 和 unrecognized selector sent to，只要能记录崩溃时的调用栈，一般都较容易解决。

   • 开发阶段可以通过开启编译里的 Zombie Objects 复现问题，原理是 Hook 系统的 dealloc 方法，执行 __dealloc_zombie 将对象进行僵尸化，如果当前对象再次收到消息，则终止程序并打印出调用信息。

4. 图片内存

   • 图片读取
     imageNamed 会被缓存到内存中，适用于频繁使用的小图片；imageWithContentOfFile 适用于大图片，持有者生命周期结束后既被释放。
   • 图像压缩
     将大图片加载到小空间时， UIImage （UIImage.contentsOfFile）需要先解压整个图像再渲染，会产生内存峰值，用 ImageIO框架 替代 UIImage 可避免图像峰值，ImageIO框架（CGImageSourceCreateWithURL）可以直接指定加载到内存的图像尺寸和信息，省去了解压缩的过程

5. autoreleasepool降低内存峰值

   • 通常autoreleased对象是在runloop结束时才释放。如果在循环里产生autoreleased对象，内存峰值会猛涨，甚至出现OOM。适当的添加autoreleasepool能及时释放内存，降低峰值。

参考文章

iOS微信内存监控
深入探索 iOS 内存优化