iOS App 启动时间测量

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当我们的 App 大到一定规模时，就需要开始关注应用的启动时间了，因为这关系到用户体验问题。

我们通常说的启动时间为：用户点击应用图标，显示闪屏页，到该应用首页界面被加载出来的总时间（冷启动），对于 iOS App 来说，启动时间包括两部分：Launch Time = Pre-main Time + Loading Time，如下图所示，其中：

  • Pre-main Time 指 main 函数执行之前的加载时间，包括 dylib 动态库加载，Mach-O 文件加载，Rebase/Binding，Objective-C Runtime 加载等；

  • Loading Time 指 main 函数开始执行到 AppDelegate 的 applicationDidBecomeActive: 回调方法执行（App 被激活）的时间间隔，这个时间包含了的 App 启动时各初始化项的执行时间（一般写在 application:didFinishLaunchingWithOptions: 方法里），同时包含首页 UI 被渲染并显示出来的耗时。

Loading Time

对于第二个时间 Loading Time，比较好测量，我们可以在 main 函数开始执行和 applicationDidBecomeActive: 方法执行末尾时分别记录一个时间点，然后计算两者时间差即可，大致如下：

其中，关于 StartupTimeMonitor 的定义如下：

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// StartupTimeMonitor.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface StartupTimeMonitor : NSObject

+ (instancetype)sharedMonitor;

- (void)appWillStartLoading;
- (void)appDidFinishLoading;

@end
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// StartupTimeMonitor.m

#import "StartupTimeMonitor.h"

@interface StartupTimeMonitor () {
    CFAbsoluteTime _startTime;
    CFAbsoluteTime _stopTime;
}

@end

@implementation StartupTimeMonitor

+ (instancetype)sharedMonitor {
    static StartupTimeMonitor *sharedMonitor = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        sharedMonitor = [[StartupTimeMonitor alloc] init];
    });
    return sharedMonitor;
}

- (void)appWillStartLoading {
    _startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
}

- (void)appDidFinishLoading {
    _stopTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    
    NSUInteger milliseconds = (NSUInteger)((_stopTime - _startTime) * 1000);
    NSLog(@"Loading done in %lu ms", milliseconds);
}

@end

或者也可以这么写，在 main.m 中：

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#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"

extern CFAbsoluteTime StartTime;

int main(int argc, char * argv[]) {
    StartTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

然后在 AppDelegate.m 中：

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// Other code

CFAbsoluteTime StartTime;

- (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application {
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSUInteger milliseconds = (NSUInteger)((CFAbsoluteTimeGetCurrent() - StartTime) * 1000);
        NSLog(@"Loading done in %lu ms", milliseconds);
    });
}

对于上述为何通过 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ... 显式声明在主线程执行，可参考 StackOverflow 的这个帖子的讨论。

Pre-main Time

而对于第一个时间 Pre-main Time，目前没有比较好的人工测量手段，好在 Xcode 自身提供了一个在控制台打印这些时间的方法：在 Xcode 中 Edit Scheme -> Run -> Auguments 添加环境变量 DYLD_PRINT_STATISTICS 并把其值设为 1，如下图：

这样我们就可以在编译运行工程时，在控制台看到 Total pre-main time 总耗时了，如下图所示，包含 main 函数执行之前各项的加载时间，我们可以多次运行取一下平均值，苹果推荐这个时间应在 400ms 以内。

综上两步，我们就可计算出一个 iOS App 的启动耗时，并针对性进行优化。

不过，有一个比较滑稽的问题是：目前很多 App 都会在启动后加载一个 3~5 秒的广告页面，给用户的主观感受是这个 App 的启动时间包括了这个广告页的显示时间，于是我们在代码维度做的 App 启动时间优化显得似乎好无意义，sad…

参考链接