内容简介：iOS 系统及其应用以丝般顺滑闻名，界面的顺滑程度对于用户体验至关重要，因此需要针对性地对流程度进行优化。在优化之前必须要找到问题所在，那么就需要解决这两个问题：卡顿的原因是什么？哪里出现了卡顿？YYKit 作者 ibireme 写了在 VSync 信号到来后，系统图形服务会通过
背景
iOS 系统及其应用以丝般顺滑闻名，界面的顺滑程度对于用户体验至关重要，因此需要针对性地对流程度进行优化。在优化之前必须要找到问题所在，那么就需要解决这两个问题：卡顿的原因是什么？哪里出现了卡顿？
卡顿原因
YYKit 作者 ibireme 写了 一篇很好的文章 来解释卡顿问题及解决方法，其中写到卡顿的原因是:
在 VSync 信号到来后，系统图形服务会通过 CADisplayLink
等机制通知 App，App 主线程开始在 CPU 中计算显示内容，比如视图的创建、布局计算、图片解码、文本绘制等。随后 CPU 会将计算好的内容提交到 GPU 去，由 GPU 进行变换、合成、渲染。随后 GPU 会把渲染结果提交到帧缓冲区去，等待下一次 VSync 信号到来时显示到屏幕上。由于垂直同步的机制，如果在一个 VSync 时间内，CPU 或者 GPU 没有完成内容提交，则那一帧就会被丢弃，等待下一次机会再显示，而这时显示屏会保留之前的内容不变。这就是界面卡顿的原因。
简而言之就是 CPU 和 GPU 的工作量太大，无法在理想的时间内完成。相应的优化策略文章里也写得很清楚。
卡顿监控常见方案
-
FPS 监控：通过
CADisplayLink来获取每一帧的耗时，进而计算出 FPS。 -
通过开辟一个子线程监听 runLoop 状态变化来计算停留在各个状态的时间，当 runloop 处于
kCFRunLoopBeforeSources和kCFRunLoopBeforeWaiting之间的时间过长就可以断定发生了卡顿。
但常见的 FPS 监控存在一些问题。
FPS 监控优化
当界面处于静止状态时，其 PFS 一般都会接近 60，卡顿一般都发生在界面发生滚动时。为了避免界面发生滚动时 FPS 的数据被静止时的数据平均掉，我们需要监听界面的滚动状态。
iOS 的 UIScrollViewDelegate
有三个方法可以做到：
- (void)scrollViewWillBeginDragging:(UIScrollView *)scrollView; // 用户开始拖动 - (void)scrollViewDidEndDragging:(UIScrollView *)scrollView willDecelerate:(BOOL)decelerate; // 拖动结束 - (void)scrollViewDidEndDecelerating:(UIScrollView *)scrollView; // 滑动结束
我们只需要 swizzle 这三个方法就可以排除界面静止时的数据。
Swizzling
因为我们要 siwzzle 的是 delegate，跟常见的 swizzle 方法有些不同：
- 我们并不知道 delegate 的类型。
- delegate 可能没有实现上面三个方法。
针对一个问题，我们可以直接 hook setDelegate
方法，在 setDelegate
方法内部再 hook UIScrollViewDelegate
的三个方法：
+ (void)load {
[self sm_swizzleMethod:@selector(setDelegate:) withMethod:@selector(hmfps_setDelegate:)];
}
- (void)hmfps_setDelegate:(id<UIScrollViewDelegate>)delegate {
NSLog(@"[HMFluencyMonitor] Hook %@", [self class]);
[self hmfps_hookDelegate:delegate];
[self hmfps_setDelegate:delegate];
}
但是这样做的好处是可以实现无痕监控，各个页面代码不需要做任何修改；风险是 app 里面的所有 UIScrollView 都会被 hook，包括嵌套的 UIScrollView，范围会比较广，一来 hook 了不需要 hook 的类，二来 crash 风险比较大，也可以提供方法让各个页面自行调用 hook。
- (BOOL)hmfps_shouldSwizzleDelegate:(id _Nonnull)delegate {
if ([delegate isProxy]) {
return NO;
}
if ([self isKindOfClass:[UITextView class]]) {
return NO;
}
return YES;
}
对于第二个问题，delegate 可能并没有实现我们要 hook 的三个方法，因此需要为他们增加一个默认的实现，内容是什么都不干。最终的代码如下：
- (void)hmfps_doNothing:(id)nothing {
// Do nothing
}
+ (void)hmfps_swizzleMethod:(SEL)originalSelector withMethod:(SEL)swizzledSelector forClass:(Class)originalClass{
Method testMethod = class_getInstanceMethod(originalClass, swizzledSelector);
if (testMethod) {
return;
}
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(originalClass, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod([self class], swizzledSelector);
Method dummyMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(hmfps_doNothing:));
class_addMethod(originalClass,
originalSelector,
method_getImplementation(dummyMethod),
method_getTypeEncoding(dummyMethod));
class_addMethod(originalClass,
swizzledSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
originalMethod = class_getInstanceMethod(originalClass, originalSelector);
swizzledMethod = class_getInstanceMethod(originalClass, swizzledSelector);
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
还有另外一个问题，如果项目里面使用了 BlockKit 的 A2DynamicDelegate
，hook 时会发生 crash，真正使用时要进行排除，猜测是因为 A2DynamicDelegate
的基类是 NSProxy
而不是 NSObject
。这里需要业务方自行实现三个 delegate 方法。
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