教你开发省电的 iOS app（WWDC17 观后）

本是古典何须时尚 2023-10-17 14:10 12阅读 0赞

**前言**

这次的 WWDC17 又放出了许多干货来帮助开发者更好地开发 app。精彩的内容特别多，本篇主要关注的是《[Writing Energy Efficient Apps][]》 中所介绍的一些关于如何让 app 节省电量的内容。

**正文**

以下是本次演讲的主要内容。先讲一下本次演讲的概述。

**概述**

*  Why（为什么要关注 app 用电情况）
 *  What（一些概念）
 *  How （ 代码层面的一些建议、利用工具的性能检测）

**Why**

为什么我们要关注自己开发的 app 所消耗的电量？先放个图。

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如图，用户可以在 设置-电量 查看过去24小时及七天，自己 app 耗电情况排行榜。如果你的 app 不幸在列表中名列前茅，然而如果这个 app 并不像微信那样会被重度使用时，那挑剔的用户就会认定这是一个极其耗电的 app， 然后极有可能删除这个 app 。显然，我们作为开发者是不希望碰到这种窘境的。因此，我们非常需要关注自己 app 的电量能耗情况是否合理，以此提升用户体验，避免 app 被删除的厄运。

**What**

*  一些概念（还是上图解释）

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x 轴为时间，y 轴为电量消耗的坐标图

Idle 状态说明 app 处于休眠状态，几乎不使用电量。Active 状态说明 app 处于前台工作状态，用电量比较高，我们可以看到图中的第二个 Active 的耗电远高于第一个，这主要因为 app 实际所做的工作类型不同而导致的。Overhead 指的是调起硬件来支持 app 功能所消耗的电量（原文是 bring hardware up）。note：如果你的 app 就算只做了一点点事，Overhead 所带来的电量消耗都是一点不会减少的！

图中，横线以下所包区域是固定开销（Fixed Cost），横线以上区域是动态开销（Dynamic cost）。

*  耗电的四大天王

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1.  CPU 处理（Processing）
2.  网络（Networking）
3.  定位（Location）
4.  图像（Graphics）

*  节省电量的四个基本原则

1.  Identify 想清楚你需要 app 在特定时刻需要完成哪些工作，如果是不必要的工作，考虑延后执行或者省去。
2.  Optimize 优化 app 的功能实现，尽可能以更有效率的方式去完成功能。
3.  Coalesce 意为合并。
4.  Reduce 减少做重复工作的频率。

**How**

*  Networking（网络）

演讲者举了一个社交 app 的例子，这个 app 具有 MainFeed（类似刷新出微博的信息流）、上传照片、上传用户分析统计数据3个功能。

1.MainFeed

原先的做法：创建了一个定时器，定时去重新加载刷新数据。这样就会导致 app 会不断重复刷新内容。

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改进前

改进：1. 去除定时器，只在产生用户交互响应（例如下拉刷新、点击按钮等）、收到新消息时去重新加载数据。2. 使用 NSURLSession 的 WaitsForConnectivity 属性，查了一下 API（Causes tasks to wait for network connectivity to become available, rather than immediately failing with an error，让任务等待到有网络再执行，而不是立刻报错）3. 使用缓存（避免重复请求获取相同的内容）

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改进后

2.上传照片

原本的做法：当用户上传照片后，立刻向服务器发送照片，一旦上传失败，就不断重试上传。

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超时时间长，长时间处于高能耗状态

改进：1. 减少重试次数 2. 设定合理的超时时间 3. 批量上传照片（当累计了一定数量的照片后，一起上传） 4. 使用 Background Session（仅当重试次数达到上限）。

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超时时间短了，能耗降低

3.上传用户分析数据

强推使用 NSURLSession Background Session，它的好处有自动重试、全程监控，全新的属性包括了Start time、Workload size，帮助 app 知道工作的最佳时机（Indicate system the best time to do your work）。

4.小结：1. 保证没有重复的工作 2. 使用 background session 3. 使用批处理 4. 减少重试次数

*  Location（定位）

1.  介绍了一大堆定位 API，包括了 Continuous location、Quick location update、Region monitoring、Visit monitoring、Significant location change 。
2.  其中 Continuous location 保证了定位功能的持续性，防止设备休眠。因为我的现有开发比较少接触到定位方面的功能，对于不太 API 熟，因此不多讲述。有兴趣的童鞋可以看一下这两个 API CLLocationManager、CLLocation 。
3.  小结：1. 清楚 app 需要的定位精确度（适合你的需求就好） 2. 使用其它来替代 Continuous location（因为这个比较耗电） 3. 不需要使用定位时，就停止 4. 延后定位更新

*  Graphics（图像处理）

1.  两条建议：1. 保证在 UI 真的需要有变化时，进行屏幕更新（Minimize screen updates Ensure screen updates provide needed changes） 2. 避免blur （Review blur usage Avoid placing blurs over updating elements）
2.  关于 MacOS 简单提了下尽量少使用独立显卡，只在动画性能吃紧、或者其独有功能时才去使用它。

*  CPU

1.  明确 app 要完成的任务（Identify tasks）
2.  更高效地完成任务（Do work quickly and efficiently）
3.  不要使用定时器（Avoid timers）
4.  给一点余地（如果必须要设置一个定时器，设置比较长的间隔时间）

*  Background Processing（后台处理）

1.  快速完成任务 （Finish work quickly）
2.  使用后台 app 刷新 API （Use background app refresh）
3.  调用 completion handler（Call completion handler）PushKit API 现在有 completion handler了，处理完推送后会调用的！前后对比图，让 app 更快进入空闲状态。

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使用 completion handler 之前

![3.png][]

使用 completion handler 之后

*  Debug 工具使用介绍

照例先强调了 tools 的重要性。正如文章开头所讲，用电量大的 app 容易被用户删除...所以我们必须用好这个工具。

1.调试界面组成部分

连接 Xocde 调试，选择 debug 选项。

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可以看到如下界面

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可以查看你的 app 在设备的 CPU、内存、电量使用、硬盘、网络的使用情况。点击 Energy Impact 查看电量情况。

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接下来专注右边的区域

![4.png][]

先看左上角

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如图，指针所指向的半圆环分为三部分，代表的是 app 的总体上的平均消耗电量评级，low（绿色区域）、high （黄色区域）、very high（红色区域）。通过这张图，我们可以大致了解 app 电量的使用情况。理想的状态是 app 处于 low、high 状态。但是通常情况下，如果我们进行过优化，app 会处于 high、甚至very high 状态。我们需要更深入地知道究竟哪一部分的功能导致耗电量大涨。继续往下看。

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这张饼图能让我们快速了解各耗电部分的占比。里面包含了前文提到的耗电的几个部分，包括CPU、网络、定位、GPU、Overhead。

接下来看中间部分（note Xcode 9 更新）

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x 轴为时间，y 轴为用电量的坐标图

柱状图中，其中每根柱子代表了每秒钟的耗电情况。每根柱子都由不同颜色的矩形块堆叠而成。依次是 Overhead（红色）、CPU（蓝色）、网络（深黄）、定位（淡黄）、GPU（绿色）、后台（深灰）、前台（淡灰）、Suspend（白色）。

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如上图所示的最右侧，可以看到各部分的用电情况占比。这意味着可以一边操作 app，一边查看设备的各部分耗电情况。举个例子，当你期望你的 app 只需要有 CPU、网络方面的功能，运行起来之后却发现有一部分的电量是因为定位功能而损耗的！这显然是你所不希望的。你肯定想去看看究竟是什么坑爹的原因造成了定位的耗电。怎么查呢？再往下看。

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如果你觉得 CPU、网络、定位这几个方面耗电情况让你不满意的话，点击Time Profiler、Network Profiler、Location Profiler这三个按钮的其中之一，Xcode 会帮你断开调试连接，并启动 Instruments 来分析 app 性能。

比如点击 Time Profiler，可以帮助查看你的方法耗时情况，从中找出最耗时的方法，然后优化。

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2.使用场景

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1.  启动
2.  空闲
3.  后台
4.  特殊：如导航类 app 的话，可以对其中的导航相关功能进行检测。直播类 app，对直播间进行检测。

**最后的总结（Final Thoughts）**

1.  使用 NSURLSession Background Session （处理后台工作）
2.  尽量减少使用 continuous location（因为持续定位太耗电！）
3.  避免使用定时器
4.  合并 （一起重复的工作一起执行，减轻负担）
5.  使用 energy gauges（即Xcode 的内置 tools）

**小尾巴**

希望这篇文章能帮助到那些对通过优化 app 节省设备电量相关知识还不太了解的同学。如果你对这方面感兴趣的话，赶紧安装 Xcode 9 ，动起手来！因为其中一些调试功能只在 Xcode 9 中有所体现。第一次如此码这么多字，可能在表达方面存在缺陷，如果有看不懂或其它不尽如人意的地方，敬请告知，谢谢！

[Writing Energy Efficient Apps]: https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2017/238/
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