iOS性能优化之内存（memory）优化
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近期在工作中，对APP进行了内存占用优化，减少了不少内存占用，在此将经验进行总结和分享，也欢迎大家进行交流。
在优化的过程中，主要使用了以下工具：
- Instruments和Allocations
这个工具能显示出应用的实际内存占用，并可以按大小进行排序。我们只要找出那些占用高的，分析其原因，找到相应的解决办法。 - MLeaksFinder
腾讯开源的一款内存泄漏查找工具，可以在使用APP的过程中，即时的提醒发生了内存泄漏。 - Xcode的Memory Graph
这款工具在查找内存泄漏方面，可以作为MLeaksFinder的补充，用于分析对象之间的循环引用关系。
另外通过分析某个时刻的Live Objects，可以分析出哪些是不合理的。
总结下来，主要有几方面的原因导致内存占用高：
- 使用了不合理的API
- 网络下载的图片过大
- 第三方库的缓存机制
- Masonry布局框架
- 没必要常驻内存的对象，实现为常驻内存
- 数据模型中冗余的字段
- 内存泄漏
下面从这几方面展开讨论。
1.使用了不合理的API
1.1 对于仅使用一次或是使用频率很低的大图片资源，使用了[UIImage imageNamed:]方法进行加载
图片的加载，有两种方式，一种是[UIImage imageNamed:]，加载后系统会进行缓存，且没有API能够进行清理；另一种是[UIImage imageWithContentsOfFile:]或[[UIImage alloc] initWithContentsOfFile:]，系统不会进行缓存处理，当图片没有再被引用时，其占用的内存会被彻底释放掉。
基于以上特点，对于仅使用一次或是使用频率很低的大图片资源，应该使用后者。使用后者时，要注意图片不能放到Assets中。
1.2 一些图片本身非常适合用9片图的机制进行拉伸，但没有进行相应的优化
图片的内存占用是很大的，对于适合用9片图机制进行拉伸处理的图片，可以切出一个比实际尺寸小的多的图片，从而大量减少内存占用。比如下面的图片：
左右两条竖线之间的部分是纯色，那么设计在切图时，对于这部分只要切出来很小就可以了。然后我们可以利用Xcode的slicing功能，设定图片哪些部分不进行拉伸，哪些部分进行拉伸。在加载图片的时候，还是以正常的方式进行加载。
1.3在没有必要的情况下，使用了-[UIColor colorWithPatternImage:]这个方法
项目中有代码使用了UILabel，将label的背景色设定为一个图片。为了将图片转为颜色，使用了上述方法。这个方法会引用到一个加载到内存中的图片，然后又会在内存中创建出另一个图像，而图像的内存占用是很大的。
解决办法：此种场景下，合理的是使用UIButton，将图片设定为背景图。虽然使用UIButton会比UILabel多生成两个视图，但相比起图像的内存占用，还是完全值得的。
1.4 在没有必要的情况下，使用Core Graphics API，修改一个UIImage对象的颜色
使用此API，会导致在内存中额外生成一个图像，内存占用很大。合理的做法是：
- 设定UIView的tintColor属性
- 将图片以UIImageRenderingModeAlwaysTemplate的方式进行加载
代码示例：
view.tintColor = theColor;
UIImage *image = [[UIImage imageNamed:name] imageWithRenderingMode: UIImageRenderingModeAlwaysTemplate]
1.5 基于颜色创建纯色的图片时，尺寸过大
有时，我们需要基于颜色创建出UIImage，并用做UIButton在不同状态下的背景图片。由于是纯色的图片，那么，我们完全没有必要创建出和视图大小一样的图像，只需要创建出宽和高均为1px大小的图像就够了。
代码示例：
//外部应该调用此方法，创建出1px宽高的小图像
+ (UIImage*)createImageWithColor:(UIColor *)color {
return [self createImageWithColor: color andSize: CGSizeMake(1, 1)];
}
+ (UIImage*)createImageWithColor:(UIColor*)color andSize:(CGSize)size
{
CGRect rect=CGRectMake(0,0, size.width, size.height);
UIGraphicsBeginImageContext(rect.size);
CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
CGContextSetFillColorWithColor(context, [color CGColor]);
CGContextFillRect(context, rect);
UIImage *theImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
return theImage;
}
1.6 创建水平的渐变图像时，尺寸过大
项目中有些地方基于颜色，利用Core Graphics，在内存中创建了水平方向从左到右的渐变图像。图像的大小为视图的大小，这在某些视图较大的场合，造成了不小的内存开销。以在@3x设备上一个400x60大小的视图为例，其内存开销为:
400 * 3 * 60 * 3 * 4 / 1024 = 210KB。
但是实际上这个图像，如果是400px宽，1px高，完全能达到相同的显示效果，而其内存开销则仅为：
400 * 1 * 4 / 1024 = 1.56KB
1.7 在自定义的UIView子类中，利用drawRect:方法进行绘制
自定义drawRect会使APP消耗大量的内存，视图越大，消耗的越多。其消耗内存的计算公式为：
消耗内存 = (width * scale * height * scale * 4 / 1024 / 1024)MB
几乎在所有情况下，绘制需求都可以通过CAShapeLayer这一利器来实现。CAShapeLayer在CPU和内存占用两项指标上都完爆drawRect:。
其有以下优点：
- 渲染快速。CAShapeLayer使用了硬件加速，绘制同一图形会比用Core Graphics快很多。
- 高效使用内存。一个CAShapeLayer不需要像普通CALayer一样创建一个寄宿图形，所以无论有多大，都不会占用太多的内存。
- 不会被图层边界剪裁掉。
- 不会出现像素化。
1.8 在自定义的CALayer子类中，利用- (void)drawInContext:方法进行绘制
与上一条类似，请尽量使用CAShapeLayer来做绘制。
1.9 UILabel尺寸过大
如果一个UILabel的尺寸，大于其intrinsicContentSize，那么会引起不必要的内存消耗。所以，在视图布局的时候，我们应该尽量使UILabel的尺寸等于其intrinsicContentSize。
关于这一点，读者可以写一个简单的示例程序，然后利用Instruments工具进行分析，可以看到Allocations中，Core Animation这一项的占用会明显增加。
1.10 为UILabel设定背景色
如果设置的背景色不是clearColor, whiteColor，会引起内存开销。
所以，一旦碰到这种场合，可以将视图结构转变为UIView+UILabel，为UIView设定背景色，而UILabel只是用来显示文字。
这一点也可以通过写示例程序，利用Instruments工具来进行验证。
2.网络下载的图片过大
几乎所有的iOS应用，都会使用SDWebImage这一框架进行网络图片的加载。有时会遇到加载的图片过大的情况，对于这种情况，还需要根据具体的场景进行分析，采用不同的解决办法。
2.1 视图很大，图片不能被缩放
如果图片大是合理的，那么我们做的只能是在视图被释放时，将下载的图片从内存缓存中删除。示例代码如下：
- (void)dealloc {
for (NSString *imageUrl in self.datas) {
NSString *key = [[SDWebImageManager sharedManager] cacheKeyForURL: [NSURL URLWithString: imageUrl]];
[[SDImageCache sharedImageCache] removeImageForKey: key fromDisk: NO withCompletion: nil];
}
}
上述代码将使得内存占用较高的情况只会出现在某个页面中，一旦从此页面返回，内存将会回归正常值。
2.2 视图小，这时图片应该被缩放
如果用于显示图片的视图很小，而下载的图片很大，那么我们应该对图片进行缩放处理，然后将缩放后的图片保存到SDWebImage的内存缓存中。
示例代码如下：
//为UIImage添加如下分类方法：
- (UIImage*)aspectFillScaleToSize:(CGSize)newSize scale:(int)scale {
if (CGSizeEqualToSize(self.size, newSize)) {
return self;
}
CGRect scaledImageRect = CGRectZero;
CGFloat aspectWidth = newSize.width / self.size.width;
CGFloat aspectHeight = newSize.height / self.size.height;
CGFloat aspectRatio = MAX(aspectWidth, aspectHeight);
scaledImageRect.size.width = self.size.width * aspectRatio;
scaledImageRect.size.height = self.size.height * aspectRatio;
scaledImageRect.origin.x = (newSize.width - scaledImageRect.size.width) / 2.0f;
scaledImageRect.origin.y = (newSize.height - scaledImageRect.size.height) / 2.0f;
int finalScale = (0 == scale) ? [UIScreen mainScreen].scale : scale;
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(newSize, NO, finalScale);
[self drawInRect:scaledImageRect];
UIImage* scaledImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
return scaledImage;
}
- (UIImage*)aspectFitScaleToSize:(CGSize)newSize scale:(int)scale {
if (CGSizeEqualToSize(self.size, newSize)) {
return self;
}
CGRect scaledImageRect = CGRectZero;
CGFloat aspectWidth = newSize.width / self.size.width;
CGFloat aspectHeight = newSize.height / self.size.height;
CGFloat aspectRatio = MIN(aspectWidth, aspectHeight);
scaledImageRect.size.width = self.size.width * aspectRatio;
scaledImageRect.size.height = self.size.height * aspectRatio;
scaledImageRect.origin.x = (newSize.width - scaledImageRect.size.width) / 2.0f;
scaledImageRect.origin.y = (newSize.height - scaledImageRect.size.height) / 2.0f;
int finalScale = (0 == scale) ? [UIScreen mainScreen].scale : scale;
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(newSize, NO, finalScale);
[self drawInRect:scaledImageRect];
UIImage* scaledImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext(