iOS启动优化二：二进制重排与Clang插桩

2024-02-02 09:53:58

在上一篇博文中，我们探讨了启动优化的一些基本概念，并了解到减少缺页中断 (pageFault) 是优化启动过程的关键。在这篇博文中，我们将深入探讨两种强大的技术：二进制重排和 Clang 插桩，这些技术可以帮助我们进一步优化 iOS 应用的启动时间。

二进制重排

二进制重排是一种通过将应用程序代码和数据重新排列在内存中来优化应用程序启动时间的方法。通过将最常访问的代码和数据放在内存的开头，我们可以减少缺页中断的数量，从而加快应用程序启动。

iOS 使用称为 VM (Virtual Memory) 系统的虚拟内存系统来管理应用程序内存。VM 系统将应用程序内存划分为称为页面的固定大小块。当应用程序启动时，它会将代码和数据加载到这些页面中。如果所需的页面不在内存中，就会发生缺页中断。

通过使用二进制重排，我们可以将最常用的代码和数据放在内存页面的开头。这减少了发生缺页中断的可能性，从而提高了启动速度。

Clang 插桩

Clang 插桩是一种使用 Clang 编译器将附加代码插入应用程序二进制文件中的技术。这种附加代码可以用来执行各种任务，包括初始化全局变量和预加载资源。

在启动过程中，初始化全局变量和预加载资源可能需要大量时间。通过使用 Clang 插桩，我们可以将这些操作移动到编译时，从而在运行时节省时间。这可以显著缩短启动时间。

实施示例

以下是如何在您的 iOS 应用程序中实现二进制重排和 Clang 插桩的一些示例：

二进制重排：

#include <mach/vm_map.h>

void rearrangeBinary() {
  vm_address_t address = 0;
  vm_size_t size = 0;

  // 获取应用程序的代码段
  vm_region_submap(mach_task_self(), &address, &size,
                   VM_REGION_SUBMAP_CODE, VM_REGION_ANY, 0, NULL);

  // 将代码段移动到内存的开头
  vm_remap(mach_task_self(), &address, size, 0, 0, VM_FLAGS_FIXED);
}

Clang 插桩：

// 在编译时初始化全局变量
__attribute__((constructor)) void initializeGlobals() {
  // 初始化全局变量
}

// 在编译时预加载资源
__attribute__((constructor)) void preloadResources() {
  // 预加载资源
}