精确计算应用的冷启动耗时

在iOS项目中，冷启动时间是指从用户点击应用图标开始，到应用完全加载并呈现出第一个界面（可能需要网络请求必要的数据）所花费的时间。这里以 main 函数为界，分为两个时间段：

从用户点击应用图标 ~ invoke main func
invoke main func ~ 首屏渲染完成

计算 main 函数调用之前的耗时

通过添加环境变量 DYLD_PRINT_STATISTICS，可以准确计算应用程序的 Pre-main Time（即在 main 函数之前的启动时间）。DYLD_PRINT_STATISTICS 环境变量由动态链接器 dyld 提供，用于输出启动过程中各种操作的时间统计信息。

使用 DYLD_PRINT_STATISTICS 计算 Pre-main Time

打开 Xcode 并选择你的项目。
选择项目的 Scheme，点击 Edit Scheme…。
在左侧选择 Run 选项卡，然后选择 Arguments 子选项卡。
在 Environment Variables 部分，点击 + 按钮添加新的环境变量：
- Name: DYLD_PRINT_STATISTICS
- Value: 1
点击 Close 保存更改。

运行应用并查看输出

运行你的应用程序。在 Xcode 的调试控制台中，你会看到 dyld 输出的详细启动时间统计信息，包括以下几个部分：
- Total pre-main time：从启动应用程序到调用 main 函数之间的总时间。
- dylib loading time：加载动态库所花费的时间。
- rebase/binding time：重定位和绑定符号的时间。
- ObjC setup time：Objective-C 运行时环境的初始化时间。
- initializer time：执行全局和静态变量的初始化时间。

解析输出示例

以下是调试控制台中可能看到的输出示例：

Total pre-main time: 200.21 milliseconds (100.0%)dylib loading time:  50.03 milliseconds (25.0%)rebase/binding time:  30.01 milliseconds (15.0%)ObjC setup time:  20.05 milliseconds (10.0%)initializer time: 100.12 milliseconds (50.0%)

解释输出

Total pre-main time：总的 Pre-main 时间，从应用程序启动到 main 函数开始执行的时间。这包括动态库加载、重定位和符号绑定、Objective-C 运行时初始化、以及全局和静态变量的初始化时间。
dylib loading time：加载动态库（dylibs）所花费的时间。
rebase/binding time：重定位（rebase）和符号绑定（binding）所花费的时间。
ObjC setup time：初始化 Objective-C 运行时环境所花费的时间。
initializer time：执行全局和静态变量初始化所花费的时间。

通过这些数据，可以了解应用启动过程中各个阶段的时间消耗，特别是 Pre-main 时间，这对于优化应用的启动性能非常有帮助。

优化建议

根据 Pre-main 时间的统计信息，可以针对性地进行优化，例如：

减少动态库数量：减少应用程序依赖的动态库数量，可以显著减少动态库加载时间。
优化符号绑定：通过减少符号绑定和重定位的数量，可以降低 rebase/binding 时间。
优化全局变量初始化：避免复杂和耗时的全局变量初始化，尽量推迟到实际使用时再初始化。
减少 Objective-C 类的数量：减少 Objective-C 类的数量和复杂性，可以降低 ObjC setup 时间。

通过这些优化措施，可以有效减少 Pre-main 时间，从而提升应用的启动速度。

小结

通过添加环境变量 DYLD_PRINT_STATISTICS，可以准确计算和分析应用的 Pre-main 时间。这为优化应用的启动性能提供了详细的参考数据，使开发者能够更有针对性地进行优化。

计算 main 函数到首屏渲染完成的耗时

从 main 函数到完全呈现出第一个界面的时间，特别是在第一个界面涉及网络请求的情况下，计算这一段时间可以通过以下几步来实现：

方法 1：使用 os_signpost API 记录时间

在应用的关键点添加 os_signpost 标记，并结合 Instruments 工具进行分析。

步骤 1：设置 os_signpost 标记

在 main 函数中和第一个界面呈现完成后添加 os_signpost 标记。

import os.signpostlet log = OSLog(subsystem: Bundle.main.bundleIdentifier!, category: "Performance")@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {var window: UIWindow?var signpostID = OSSignpostID(log: log)static func main() {os_signpost(.begin, log: log, name: "App Launch", signpostID: OSSignpostID(log: log))UIApplicationMain(CommandLine.argc, CommandLine.unsafeArgv, nil, NSStringFromClass(AppDelegate.self))}func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {// 初始化代码...return true}
}class YourViewController: UIViewController {override func viewDidAppear(_ animated: Bool) {super.viewDidAppear(animated)// 假设这是进行网络请求并更新界面的方法fetchDataAndUpdateUI()}func fetchDataAndUpdateUI() {// 开始网络请求let log = OSLog(subsystem: Bundle.main.bundleIdentifier!, category: "Performance")let signpostID = OSSignpostID(log: log)os_signpost(.begin, log: log, name: "Fetch Data", signpostID: signpostID)// 模拟网络请求DispatchQueue.global().async {sleep(2) // 模拟网络延迟DispatchQueue.main.async {// 完成网络请求并更新UIos_signpost(.end, log: log, name: "Fetch Data", signpostID: signpostID)os_signpost(.end, log: log, name: "App Launch", signpostID: OSSignpostID(log: log))// 更新UI代码...}}}
}

步骤 2：使用 Instruments 工具进行分析

打开 Xcode 并选择你的项目。
选择 Product > Profile 或使用快捷键 Command + I 启动 Instruments。
在 Instruments 中选择 Signpost Instrument 模板并点击 Choose。
在 Instruments 界面中，点击 Record 按钮，启动你的应用。
在左侧的活动记录（Activity Trace）中，可以看到 App Launch 和 Fetch Data 的开始和结束时间。

通过这种方法，可以准确地测量从 main 函数开始到第一个界面完全呈现出来的时间，包括网络请求所花费的时间。

方法 2：手动记录时间戳

在关键点手动记录时间戳，并计算总耗时。

步骤 1：记录时间戳

在 AppDelegate 和视图控制器中记录时间戳。

import UIKit@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {var window: UIWindow?static var launchStartTime: TimeInterval?static var firstViewControllerLoadTime: TimeInterval?static func main() {launchStartTime = Date().timeIntervalSince1970UIApplicationMain(CommandLine.argc, CommandLine.unsafeArgv, nil, NSStringFromClass(AppDelegate.self))}func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {// 初始化代码...return true}
}class YourViewController: UIViewController {override func viewDidAppear(_ animated: Bool) {super.viewDidAppear(animated)// 假设这是进行网络请求并更新界面的方法fetchDataAndUpdateUI()}func fetchDataAndUpdateUI() {// 开始网络请求let startTime = Date().timeIntervalSince1970// 模拟网络请求DispatchQueue.global().async {sleep(2) // 模拟网络延迟DispatchQueue.main.async {// 完成网络请求并更新UIlet endTime = Date().timeIntervalSince1970if let launchStartTime = AppDelegate.launchStartTime {let totalLaunchTime = endTime - launchStartTimeprint("Total launch time including network request: \(totalLaunchTime) seconds")}// 更新UI代码...}}}
}