抖音品质建设 - iOS启动优化《原理篇》( 二 ) _iOS启动优化

虚拟内存内存可以分为虚拟内存和物理内存，其中物理内存是实际占用的内存，虚拟内存是在物理内存之上建立的一层逻辑地址，保证内存访问安全的同时为应用提供了连续的地址空间。
物理内存和虚拟内存以页为单位映射，但这个映射关系不是一一对应的：一页物理内存可能对应多页虚拟内存；一页虚拟内存也可能不占用物理内存。

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iphone 6s 开始，物理内存的 Page 大小是 16K ， 6 和之前的设备都是 4K ，这是 iPhone 6 相比 6s 启动速度断崖式下降的原因之一。
mmapmmap 的全称是 memory map ，是一种内存映射技术，可以把文件映射到虚拟内存的地址空间里，这样就可以像直接操作内存那样来读写文件。当读取虚拟内存，其对应的文件内容在物理内存中不存在的时候，会触发一个事件：File Backed Page In ，把对应的文件内容读入物理内存。
启动的时候， Mach-O 就是通过 mmap 映射到虚拟内存里的(如下图) 。下图中部分页被标记为 zero fill ，是因为全局变量的初始值往往都是 0 ，那么这些 0 就没必要存储在二进制里，增加文件大小。操作系统会识别出这些页，在 Page In 之后对其置为 0 ，这个行为叫做 zero fill 。

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Page In启动的路径上会触发很多次 Page In ，其实也比较容易理解，因为启动的会读写二进制中的很多内容。Page In 会占去启动耗时的很大一部分，我们来看看单个 Page In 的过程：

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MMU 找到空闲的物理内存页面
触发磁盘 IO ，把数据读入物理内存
如果是 TEXT 段的页，要进行解密
对解密后的页，进行签名验证

其中解密是大头， IO 其次。
为什么要解密呢？因为 iTunes Connect 会对上传 Mach-O 的 TEXT 段进行加密，防止 IPA 下载下来就直接可以看到代码。这也就是为什么逆向里会有个概念叫做“砸壳” ，砸的就是这一层 TEXT 段加密。iOS 13 对这个过程进行了优化， Page In 的时候不需要解密了。
二进制重排既然 Page In 耗时，有没有什么办法优化呢？启动具有局部性特征，即只有少部分函数在启动的时候用到，这些函数在二进制中的分布是零散的，所以 Page In 读入的数据利用率并不高。如果我们可以把启动用到的函数排列到二进制的连续区间，那么就可以减少 Page In 的次数，从而优化启动时间：
以下图为例，方法 1 和方法 3 是启动的时候用到的，为了执行对应的代码，就需要两次 Page In 。假如我们把方法 1 和 3 排列到一起，那么只需要一次 Page In ，从而提升启动速度。

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链接器 ld 有个参数-order_file 支持按照符号的方式排列二进制。获取启动时候用到的符号的有很多种方式，感兴趣的同学可以看看抖音之前的文章：基于二进制文件重排的解决方案 APP 启动速度提升超 15% 。
IPA 构建pipeline既然要构建，那么必然会有一些地方去定义如何构建，对应 Xcode 中的两个配置项：

Build Phase：以 Target 为维度定义了构建的流程。可以在 Build Phase 中插入脚本，来做一些定制化的构建，比如 CocoaPod 的拷贝资源就是通过脚本的方式完成的。
Build Settings：配置编译和链接相关的参数。特别要提到的是 other link flags 和 other c flags ，因为编译和链接的参数非常多，有些需要手动在这里配置。很多项目用的 CocoaPod 做的组件化，这时候编译选项在对应的.xcconfig 文件里。

以单 Target 为例，我们来看下构建流程：