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隨著應用功能的日益增加，性能問題也逐漸浮出水面，進入我們的視野之中。本書作者Marcel Weiher在性能調優領域有著豐富的經驗，在他的帶領下，你將會了解如何提升CPU、內存、I/O、圖像、Swift等方面的性能，如何在開發過程中定位到性能的瓶頸和問題，他同時還介紹了性能優化的編程技巧和最佳實踐，從而幫助你寫出更高效、更快速的代碼。此外，你還將學習到定位性能問題的工具使用方法以及最佳實踐，并跟隨示例來學習性能優化。本書適合尋求進階及所有對性能優化感興趣的iOS 開發人員閱讀。

Marcel Weiher是一位在Cocoa技術方向上有超過25年經驗的軟件工程師和研究員。Marcel的工作一直聚焦在性能優化上，包括在BBC解決不可能的預壓榨問題，和在Apple的Mac OS X 性能團隊幫助其他Apple工程師提升代碼的性能。除了幫助知名公司和新興公司創建了成功的軟件，幫助開發團隊，Marcel也會做培訓課程，分享博客，在會議上做演講，貢獻開源項目，并開發像Higher Order Messageing這樣的新技術。他也致力于開發語言的研究，從1987年開始做Objective-C的實踐，最后研究了Objective-Smalltalk。Marcel目前是柏林Microsoft的首席軟件工程師，維護已有的軟件，并為公司提供咨詢顧問。
李俊陽（星夜暮晨），Realm 中文翻譯，SwiftGG 翻譯組核心成員，《Xcode 江湖錄》作者之一。沉迷 Swift，自 Swift 發布以來一直在探索和學習 Swift 的開發和使用；熱愛開源，多次向 Swift、Realm Cocoa 開源庫貢獻代碼；喜歡獨辟蹊徑，目前在 App Store 上架了專門為彝族同胞開發的「彝文輸入法」，希望通過自己的努力讓所有人都能享受科技帶來的便利。馬超，iOS 開發工程師，目前就職于某金融公司手機炒股部門，SwiftGG 翻譯組核心成員。自 Apple 推出 Swift 語言之后開始學習并應用到 iOS 項目開發中，已上架多款應用到 App Store，目前專注于 Server-Side Swift 的開發，正在構思實現一個底層開源庫；業余時間喜歡逛技術博客，翻譯外文以及和技術大牛交流學習。新浪微博@Ninth_Day。程偉，SwiftGG 翻譯組核心成員，曾做過路由器、防火墻等安全硬件產品的 firmware 研發工作，對 iOS 開發也頗有研究，自 Swift 發布以來一直關注著它的發展，并保持有對新技術的熱忱。目前就職于某國企負責項目管理工作，業余時間喜歡看書、跑步、燒菜，研究大前端技術棧，希望能通過自己的努力為國內的技術發展添磚加瓦。

目錄 1 CPU：原理 ...................................................................................................................... 1 一個簡單的例子 ......................................................................................................................... 2 （微）基準的危險 ............................................................................................................. 3 更多整數求和的方式 ....................................................................................................... 4 Swift.................................................................................................................................. 5 其他語言 ........................................................................................................................... 7 混編的力量 ................................................................................................................................ 9 趨勢 .......................................................................................................................................... 10 操作成本 .................................................................................................................................. 12 復雜度計算 ............................................................................................................................... 14 總結 .......................................................................................................................................... 16 2 CPU：測量和工具 ......................................................................................................... 17 命令行工具 ............................................................................................................................... 18 top ................................................................................................................................. 18 time ............................................................................................................................... 19 sample ........................................................................................................................... 19 Xcode 測量工具 ........................................................................................................................ 22 Instruments................................................................................................................................ 23 設置和數據收集 ............................................................................................................. 24 性能分析選項 ................................................................................................................. 25 基本分析 ......................................................................................................................... 27 源代碼 ............................................................................................................................. 29 數據挖掘I：Focus ......................................................................................................... 31 數據挖掘II：Pruning ..................................................................................................... 34 內部測量 .................................................................................................................................. 35 測試 ................................................................................................................................ 36 dtrace（dynamic tracing，動態跟蹤） .................................................................................... 37 職責之外的優化 ....................................................................................................................... 38 總結 .......................................................................................................................................... 39 3 CPU：陷阱和優化技巧 .................................................................................................. 41 數據表示 .................................................................................................................................. 41 基本類型 ......................................................................................................................... 42 字符串 ............................................................................................................................. 45 對象 .......................................................................................................................................... 47 存取器 ............................................................................................................................. 48 公共訪問（Public Access） ........................................................................................... 51 對象創建和緩存 ............................................................................................................. 52 可變性和緩存 ................................................................................................................. 53 惰性求值 ......................................................................................................................... 55 緩存注意事項 ................................................................................................................. 55 陷阱：通用（中級）表示 ............................................................................................. 57 數組和批處理 ................................................................................................................. 58 字典 ................................................................................................................................ 60 消息傳遞 .................................................................................................................................. 63 IMP 緩存 ......................................................................................................................... 65 轉發 ................................................................................................................................ 67 均勻性和優化 ................................................................................................................. 69 方法 .......................................................................................................................................... 70 陷阱：CoreFoundation ................................................................................................... 70 多核 .......................................................................................................................................... 71 線程（Thread） .............................................................................................................. 72 工作隊列 ......................................................................................................................... 73 有節制地優化 ........................................................................................................................... 74 4 CPU 實戰：XML 解析 ................................................................................................... 77 HTML 掃描器 ........................................................................................................................... 78 將回調映射為消息.................................................................................................................... 81 對象 .......................................................................................................................................... 83 對象的高效性能 ....................................................................................................................... 85 性能評估 .................................................................................................................................. 88 調整 .......................................................................................................................................... 91 優化整個組件：MAX .............................................................................................................. 92 MAX 實現 ................................................................................................................................ 94 總結 .......................................................................................................................................... 95 5 內存：原理 .................................................................................................................... 97 內存層次結構 ........................................................................................................................... 97 Mach 虛擬內存 ....................................................................................................................... 103 堆和棧 .................................................................................................................................... 104 棧分配 ........................................................................................................................... 106 使用malloc()進行堆分配 ....................................................................................... 108 資源管理 ................................................................................................................................ 111 垃圾回收 ....................................................................................................................... 111 Foundation 對象所有權 ................................................................................................ 112 跟蹤垃圾回收 ............................................................................................................... 113 自動引用計數（Automatic Reference Counting） ...................................................... 114 過程式資源回收 ........................................................................................................... 115 總結 ........................................................................................................................................ 115 6 內存：測量與工具 ....................................................................................................... 117 Xcode 計量表 .......................................................................................................................... 117 命令行工具 ............................................................................................................................. 118 top ............................................................................................................................... 118 heap .............................................................................................................................. 120 leaks 及malloc_debug ......................................................................................... 122 代碼內進行內存測量 .............................................................................................................. 123 內存監測工具 ......................................................................................................................... 124 Leaks .............................................................................................................................. 124 Allocations ..................................................................................................................... 125 VM Tracker .................................................................................................................... 132 計數器與性能監測事件 ............................................................................................... 133 總結 ........................................................................................................................................ 134 7 內存：陷阱和優化技巧 ................................................................................................ 137 引用計數 ................................................................................................................................ 137 避免內存泄漏 ............................................................................................................... 139 Foundation 對象和基本類型對比 .......................................................................................... 141 更小的結構 ............................................................................................................................. 143 千禧危機 ....................................................................................................................... 145 壓縮 ............................................................................................................................... 145 可清除內存 ................................................................................................................... 146 內存與并發 ............................................................................................................................. 146 架構注意事項 ......................................................................................................................... 147 臨時分配與對象緩存 .............................................................................................................. 152 NSCache 與libcache ............................................................................................................... 153 內存映射文件 ......................................................................................................................... 154 madvise ................................................................................................................................ 157 iOS 注意事項 .......................................................................................................................... 158 ARC 優化 ............................................................................................................................... 158 總結 ........................................................................................................................................ 161 8 內存管理實戰：FilterStream 架構 ............................................................................... 163 UNIX 管道及過濾器 ............................................................................................................... 163 面向對象的過濾器.................................................................................................................. 165 DescriptionStream .................................................................................................................... 166 消除description 中的無限遞歸 ........................................................................... 170 數據流層次結構 ..................................................................................................................... 172 總結 ........................................................................................................................................ 173 9 Swift ............................................................................................................................ 175 Apple 所聲稱的Swift 性能 .................................................................................................... 175 語言特性 ....................................................................................................................... 177 基準代碼 ....................................................................................................................... 179 Swift 性能評估 ........................................................................................................................ 180 基本性能特征 ............................................................................................................... 180 集合 ............................................................................................................................... 181 更進一步 ................................................................................................................................ 190 Nginx HTTP 解析器 ..................................................................................................... 190 Freddy JSON 解析器 .................................................................................................... 191 圖片處理 ....................................................................................................................... 191 觀察 ............................................................................................................................... 192 編譯時間 ................................................................................................................................ 193 類型推斷 ....................................................................................................................... 193 泛型特化 ....................................................................................................................... 195 全模塊優化 ................................................................................................................... 197 控制編譯時間 ............................................................................................................... 197 面向優化器編程 ..................................................................................................................... 198 一個足夠智能的編譯器 .......................................................................................................... 199 優化編譯器之死 ........................................................................................................... 201 實用建議 ....................................................................................................................... 203 備用方案 ....................................................................................................................... 204 總結 ........................................................................................................................................ 207 10 I/O：原理 .................................................................................................................. 209 硬件 ........................................................................................................................................ 209 硬盤驅動器 ................................................................................................................... 209 固態硬盤 ....................................................................................................................... 211 網絡 ............................................................................................................................... 212 操作系統 ................................................................................................................................ 212 抽象概念：字節流 ....................................................................................................... 212 文件I/O ......................................................................................................................... 214 網絡棧 ........................................................................................................................... 218 總結 ........................................................................................................................................ 218 11 I/O：測量與工具 ........................................................................................................ 221 負形空間：top 與time ....................................................................................................... 222 信息概覽：iostat 和netstat......................................................................................... 223 Instruments.............................................................................................................................. 224 詳細追蹤：fs_usage .......................................................................................................... 228 總結 ........................................................................................................................................ 231 12 I/O：陷阱和優化技巧 ................................................................................................ 233 將字節封裝為NSData ............................................................................................................ 233 內存映射異常 ............................................................................................................... 235 如何分塊 ....................................................................................................................... 237 UNIXy I/O ............................................................................................................................... 238 網絡I/O .................................................................................................................................. 240 堆疊傳輸 ....................................................................................................................... 241 限制請求 ....................................................................................................................... 243 數據處理 ....................................................................................................................... 244 異步I/O ......................................................................................................................... 245 HTTP 服務 .................................................................................................................... 246 序列化 .................................................................................................................................... 250 內存轉儲 ....................................................................................................................... 251 一個簡單的XML 格式 ................................................................................................. 252 屬性列表 ....................................................................................................................... 254 歸檔 ............................................................................................................................... 256 序列化總結 ................................................................................................................... 258 CoreData ................................................................................................................................. 260 批量創建和更新 ........................................................................................................... 261 Fetch 和Fault 技術 ....................................................................................................... 263 對象交互 ....................................................................................................................... 266 子集 ............................................................................................................................... 266 分析 ............................................................................................................................... 267 SQLite ..................................................................................................................................... 267 關系型和其他非數據庫 ............................................................................................... 269 事件發布 ................................................................................................................................ 270 混合形式 ....................................................................................................................... 271 隔離存儲 ................................................................................................................................ 272 總結 ........................................................................................................................................ 272 13 I/O：實戰 .................................................................................................................. 273 iPhone 游戲字典 ..................................................................................................................... 273 有趣的屬性列表 ..................................................................................................................... 277 二進制屬性列表讀取器 ............................................................................................... 278 懶加載 ........................................................................................................................... 282 避免中間代碼 ............................................................................................................... 284 逗號分隔值 ............................................................................................................................. 287 公共交通調度數據.................................................................................................................. 289 站點信息 ....................................................................................................................... 290 站點停靠時間檢索 ....................................................................................................... 291 站點�？繒r間導入 ....................................................................................................... 292 更快的CSV 解析 .................................................................................................................... 294 對象分配 ....................................................................................................................... 294 Push 與Pull 的比較 ...................................................................................................... 296 感興趣的鍵 ................................................................................................................... 296 并行 ............................................................................................................................... 296 總結 ........................................................................................................................................ 299 14 圖像和UI：原理 ........................................................................................................ 301 響應能力 ................................................................................................................................ 301 軟件和API .............................................................................................................................. 302 Quartz 和PostScript 圖像模型 ............................................................................................... 305 OpenGL .................................................................................................................................. 307 Metal ....................................................................................................................................... 307 圖形硬件加速 ......................................................................................................................... 307 從Quartz 到Core Animation .................................................................................................. 311 總結 ........................................................................................................................................ 314 15 圖像和UI：測量和工具 ............................................................................................. 315 CPU 分析儀 ............................................................................................................................. 315 Quartz 調試 .............................................................................................................................. 317 Core Animation 工具 ............................................................................................................... 318 當CPU 不再是問題 ................................................................................................................ 319 我在測量什么 ......................................................................................................................... 327 總結 ........................................................................................................................................ 329 16 圖像和UI：陷阱和優化技巧 ...................................................................................... 331 陷阱 ........................................................................................................................................ 331 優化技巧 ................................................................................................................................ 332 過多通信導致安裝緩慢 .......................................................................................................... 333 節流顯示 ....................................................................................................................... 333 使用節流顯示 ............................................................................................................... 335 今日安裝程序和進度報告 ........................................................................................... 335 iPhone 無法承受之重 ............................................................................................................. 336 一切都是假象 ......................................................................................................................... 338 圖像的縮放和剪切 ....................................................................................................... 338 縮略圖繪制 ................................................................................................................... 340 如何確定沒有繪制縮略圖 ........................................................................................... 341 如何真的不繪制縮略圖 ............................................................................................... 341 如何繪制非縮略圖 ....................................................................................................... 342 在iPhone 上繪制直線 ............................................................................................................ 344 總結 ........................................................................................................................................ 346 17 圖像和UI：實戰 ........................................................................................................ 347 優美的天氣應用 ..................................................................................................................... 347 更新 ............................................................................................................................... 348 探索PNG ...................................................................................................................... 348 頭腦風暴 ....................................................................................................................... 350 JPEG 數據點 ................................................................................................................. 350 測量時的小錯誤 ........................................................................................................... 351 JPNG 與JPJP ................................................................................................................ 353 優美的啟動 ................................................................................................................... 353 Wunderlist 3 ............................................................................................................................. 354 Wunderlist 2 ................................................................................................................... 354 整體架構 ....................................................................................................................... 355 URI 與進程中REST ..................................................................................................... 356 最終一致的異步數據存儲 ........................................................................................... 357 RESTOperation 隊列 ..................................................................................................... 358 流暢、反應靈敏的UI .................................................................................................. 359 簡評Wunderlist ............................................................................................................. 361 總結 ........................................................................................................................................ 361