通过对二进制数据重新排序，来提升app的启动速度

提升app的启动速度最常规的做法一般就是调整app启动时执行的代码，一般将可以后台进行的任务放到后台线程中执行，这样可以一定程度的提升app的启动速度（因项目决定）。

那么对于启动速度的提升还有很多方法，下面我来介绍一个通过对iOS项目编译后的二进制数据进行重新排序，来提升app的启动速度的方法。

一、分析app启动过程中，二进制数据排列顺序对启动速度的耗时所在。

首先一个进程在访问设备内存是，需要经过虚拟内存->物理内存的过程。虚拟内存在管理内存时是通过分页加载的，当进程访问一个虚拟内存Page而对应的物理内存却不存在时，会触发一次缺页中断（Page Fault），分配物理内存，有需要的话会从磁盘mmap读人数据。通过App Store渠道分发的App，Page Fault还会进行签名验证，所以一次Page Fault的耗时会经过如下过程：分配物理内存->磁盘IO->验签。

我们知道编译器在编译代码的时候，是按照Compile Sources中的文件顺序进行的，那么编译后的函数在虚拟内存中的排列如下：

Page1和Page2是在虚拟内存中的一个内存分布情况，按照编译后的顺序func1和func2被分配到Page1区域中，func3和func4被分配到Page2区域中。假设在app启动的时候调用了func1与func4两个方法，那么系统为了执行这两个方法，就必须进行两次Page Fault，这里就是耗时的所在。

所以我们要做的就是改变func4的顺序，最终排列的顺序如下：

二、重排二进制顺序

我们先来看看如果查看编译后的二进制函数分布情况，编译工程项目时，我们可以生成一份Link Map文件，首先打开iOS项目工程，选择Build Settings，搜索Link Map，

其中，Path to Linke Map File就是编译后生成Link Map文件的路径，Write Link Map File 标示是否写入文件，将其设置为YES，在编译时，就会在Path to Linke Map File目录生成对应文件。

我们先来看一个重排前的Link Map：

从上面可以看出，这些函数的排列顺序完全是按照Compile Sources中文件的顺序排列的，接下来就是我们来改变这些函数的顺序的时候了，如果要改变其顺序，我们就必须知道启动app的时候调用方法的顺序，我们可以根据项目源码一个一个的核对，但是这样做太费时间，如果项目比较庞大，我想你会眼花缭乱。这里我推荐一个第三方库：

AppOrderFiles,具体如果使用，可以参考这篇文章《App 二进制文件重排已经被玩坏了》，其原理是利用Clang中的代码覆盖率实现方案中SanitizerCoverage，可以通过查看clang的api中找到其具体用法。

其实就是clang为我们提供了一个方法，用于对代码中的每个函数、block，方法进行插桩，然后通过允许程序，在调用每个方法的时候，会在统一的一个方法中回到，在这个方法中，我们就可以得到调用的函数名称了，这里其实有点像runtime中的Swizzling。

开启 SanitizerCoverage 的方法是：在 build settings 里的 “Other C Flags” 中添加 -fsanitize-coverage=func,trace-pc-guard。如果含有 Swift 代码的话，还需要在 “Other Swift Flags” 中加入 -sanitize-coverage=func 和 -sanitize=undefined。所有链接到 App 中的二进制都需要开启 SanitizerCoverage，这样才能完全覆盖到所有调用。

然后在项目中必须实现以下函数：

void __sanitizer_cov_trace_pc_guard_init(uint32_t *start,  uint32_t *stop) {
            
}
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
    
    // 我们就是通过调用clang函数，__builtin_return_address(0);获取到调用函数的信息
}

好了，我们已经生成了我们想要的order文件，如下:

这个就是我们app启动的时候，函数的调用顺序。

改变编译的顺序，我们可以生成一份Order File文件，然后在Xcode中的Build Settings中搜索Order File，配置好xxx.order文件的路径，如上，我们已经生成好了一个叫app.order的文件，配置如下：

 

接下来我们再次编译项目，然后查看Link Map文件，如下：

这一次编译后的顺序就是我们想要的顺序了。

三、查看Page Fault的情况

我们每做一次努力后，需要验证我们所做的效果如果，这是我们需要查看项目对二进制重排前后的Page Fault的对比，那么如果查看Page Fault呢？我们可以通过Xcode自带的Instruments，方法如下：

启动Instruments->system trace->，选择检测的app，启动录制，结束后，选择Virtual Memory Trace->By Operation，File Backed Page In （即：Page fault的信息）下选择对应的app。

 

那么这种方法对优化app启动速度到底能起到多大的作用，这要依你的app决定了，函数的调用情况不同，效果也是不一样。