ios-launch-performance

iOS 启动性能

使用此技能检查从应用启动请求到首个可见 UI 和早期响应能力的整个路径。

重点关注以下阶段的工作：

• main 之前
• UIKit 或 SwiftUI 启动期间
• UIApplicationDelegate、UISceneDelegate 或 SwiftUI App 中
• 根 UI 创建期间
• 首个可见帧出现之前
• 首次有意义的交互发生之前
• 启动后的早期工作（仍会影响用户感知的就绪状态）

这不是通用的 iOS 性能技能。仅在问题与启动有关，或代码运行于启动路径上时使用。

核心模型

将启动视为包含多个独立阶段的流水线：

1. 进程创建和系统准备
2. dyld 加载、绑定、修复、运行时注册和静态初始化
3. UIKit 或 SwiftUI 运行时启动
4. 在 UIApplicationDelegate、UISceneDelegate 或 SwiftUI App 中进行应用级初始化
5. 启动编排和依赖项设置
6. 根 UI 构建、布局、绘制和首帧提交
7. 影响响应能力的启动后早期工作
8. 后续特定功能或维护工作

不要盲目优化。先确定哪个阶段开销较大，再针对该阶段的工作提出移动、移除、延迟加载、并行化、串行化或测量方面的改进建议。

何时使用此技能

当任务涉及以下内容时，使用此技能：

• 应用启动缓慢
• 启动性能回退
• 冷启动、温启动或预热启动
• 恢复与启动的混淆
• 首帧就绪
• 启动后的早期响应能力
• main 之前的工作或 dyld 工作
• Objective-C +load、+initialize、构造函数或静态初始化
• AppDelegate 或 SceneDelegate 启动工作
• SwiftUI @main App、WindowGroup、根视图设置或环境注入
• 启动期间的依赖容器设置
• 启动编排器或有序启动步骤
• 启动期间的第三方 SDK 初始化
• 怀疑启动开销时的框架链接策略
• 来自 Instruments、XCTest、MetricKit 或 Xcode Organizer 的启动指标

以下情况不要使用此技能：

• 通用滚动性能
• 与启动无关的内存泄漏
• 与首帧无关的渲染优化
• 启动之外的网络性能
• 广泛的架构审查，除非架构会影响启动路径

启动场景分类

给出建议前，先确定测量的是哪种情况：

• 冷启动：应用进程不在内存中，且与启动相关的状态基本未预热。
• 温启动：应用仍会启动新进程，但部分系统状态、缓存或页面可能已预热。
• 预热启动：用户明确打开应用前，系统可能已准备好启动路径中的一部分。
• 恢复／返回已运行应用：应用进程已存在，并从后台或挂起状态返回。
• 首次安装／首次运行／更新后启动：启动时包含额外设置，例如迁移、缓存创建、权限、账户／引导工作或特定版本的设置。
• 未知：测量设置未明确区分上述情况。

不要将冷启动、温启动、预热启动、首次运行启动、更新后启动和恢复视为同一项指标进行比较。

除非任务明确询问切换到前台的延迟，否则恢复不属于完整的启动调查。

调查工作流

1. 定位启动路径

找出首帧出现之前或首次有意义的交互发生之前执行的代码。

检查：

• 应用代理
• 场景代理
• SwiftUI App
• 根场景构建
• 根视图／模型创建
• 依赖容器设置
• 全局／静态初始化
• 启动编排器
• SDK 启动
• 已链接框架的初始化
• 首屏路由和状态恢复

2. 对慢速阶段进行分类

在建议修复方案前，先对可能的阶段进行分类：

• dyld/主程序运行前
• Objective-C 或 Swift 运行时／静态初始化
• App 委托启动
• 场景委托启动
• SwiftUI 应用／根视图初始化
• 启动编排或依赖项设置
• 根界面构建和首帧渲染
• 启动后的早期响应能力
• 测量结果存在歧义

如果现有证据不足以对阶段进行分类，请明确说明，并建议下一步的测量方式。

3. 按必要性对启动任务进行分类

对每项启动任务进行分类：

• 首帧显示前必须完成
• 首次交互前必须完成
• 启动后不久需要
• 仅在认证／会话状态明确后需要
• 仅供后续功能使用
• 后台维护

除非出于正确性原因，否则首帧或首次交互前不必完成的工作不应阻塞启动。

4. 梳理依赖关系

如果启动包含有序步骤、SDK 设置调用、服务注册或启动编排器，请明确指出：

• 哪些步骤对于显示首个可见界面确实必需
• 哪些步骤必须在首次有意义的交互前完成
• 哪些步骤可以独立运行
• 哪些步骤必须保持顺序
• 哪些步骤会触及主线程或共享可变状态
• 哪些故障必须阻塞启动
• 哪条依赖链构成最长关键路径

将注释、脆弱的顺序依赖和隐性经验知识视为风险。优先明确声明依赖关系，而不是依赖调用顺序。

5. 查找隐藏的急切执行工作

检查是否有启动工作隐藏在以下位置：

• Objective-C +load
• Objective-C +initialize
• C/C++ 构造函数
• 带构造函数的 C++ 全局对象
• Swift 全局变量或静态属性
• 急切初始化的单例
• 依赖关系图构建
• SDK 自动注册
• 动态框架启动
• 同步文件 I/O
• 打开数据库或执行迁移
• 大量 Keychain 操作
• 网络请求或远程配置
• 大型解码／解析操作
• 主线程上的阻塞锁、信号量、调度组或同步等待

在测量结果证明并非如此之前，应将隐藏的初始化视为启动关键工作。

6. 建议有针对性的改动

优先选择能直接缩短启动路径或解除其阻塞的改动：

• 移除不必要的启动工作
• 延迟加载特定功能的服务
• 将非关键工作推迟到界面可见或首次交互之后
• 将启动关键状态与次要应用状态分开
• 明确声明启动依赖关系
• 将隐藏的静态初始化改为显式初始化或延迟初始化
• 仅在安全且有效时，将阻塞工作移出主线程
• 只有在审查过依赖关系、共享状态、隔离性和故障处理方式后，才采用有界并行
• 只有在证据表明问题出在主程序运行前阶段或 dyld 开销时，才审查链接策略
• 缩小首个可用界面的范围，而不是在显示前初始化整个应用依赖关系图

除非无法通过较小改动安全地优化启动路径，否则不要建议进行大范围重写。

7. 要求验证

每项建议都应包含验证方案。

使用：

• Instruments App Launch 进行阶段级诊断
• Time Profiler 分析 CPU 密集型启动路径
• 怀疑存在主程序运行前工作时，使用与 dyld 相关的工具或日志
• 使用 os_signpost 或同类标记标注应用特定的启动阶段
• 使用 XCTest 启动指标进行可重复的本地或 CI 回归检查
• 使用 MetricKit 或 Xcode Organizer 检查生产环境中的分发版本

优先使用接近发布版本的构建、真实设备、稳定的测试数据、多次运行，以及较旧的受支持硬件。

高价值决策规则

• 将首个可见帧大约 400 ms 的目标视为激进的用户体验目标，而非看门狗阈值，也不是仅适用于 main 函数运行前的预算。
• 不要默认归咎于 dyld。启动缓慢可能源于 main 函数运行前的工作、应用初始化、启动编排、根 UI 创建、首帧渲染、同步 I/O 或启动后早期阻塞。
• 在测量证明确实无碍之前，将 +load、构造函数和带有副作用的静态初始化视为启动关键操作。
• 优先采用显式设置、延迟初始化或限定作用域的一次性初始化，而非隐藏在加载时钩子中的工作。
• 不要将 +initialize 描述为通用解决方案。它可能对某些旧版 Objective-C 代码有帮助，但在现代代码中，显式初始化或延迟初始化通常更清晰。
• 不要建议将所有模块都改为静态链接。应考虑启动成本、构建时间、二进制大小、重复符号、资源打包、SDK 分发、调试和可合并库等因素。
• 不要设置随意的框架数量限制。更多动态框架可能会增加启动工作，但实际成本必须经过测量。
• 在依赖关系、共享状态、Actor 隔离、主线程要求和失败行为明确之前，不要并行执行启动步骤。
• 除非已证明代码安全、耗时有界且启动必须等待这些工作完成，否则不要在等待并行启动工作时阻塞主线程。
• 即使不安全的并行化改善了本地基准测试，也要将其视为正确性风险。
• 优化最长的必需依赖链，而不只是最大的单项启动步骤。
• 不要假设在主队列上异步排队的工作一定会在首帧之后运行。
• 不要假设 SwiftUI .task 一定在渲染后运行或不会造成影响。它是与生命周期绑定的异步工作，仍可能影响早期响应能力。
• 评估启动性能时，不要依赖 Debug 构建、仅在模拟器上运行的结果或单台新款设备。
• 不要仅凭生产环境的启动耗时直方图来定位本地瓶颈。应使用它们来确定优先级并验证趋势。

代码审查清单

审查与启动相关的代码时，先检查以下方面。

main 函数运行前及运行时初始化

留意 +load、构造函数、C++ 全局构造函数、耗时较长的 Swift 全局变量／静态变量、急切的运行时钩子、Objective-C 类别繁多的模块，以及在启动时会执行初始化器的动态框架。

如果此方面与当前问题相关，请阅读 references/pre-main-dyld-and-static-initializers.md。

启动编排和依赖关系图

留意耗时较长的有序启动序列、隐式依赖、通过启动注释表达的顺序要求、同步构建的依赖容器、不安全的并行化、阻塞式等待、不明确的失败行为，以及假设整个应用依赖图已就绪的首屏代码。

如果此方面与当前问题相关，请阅读 references/launch-orchestration-and-dependency-graph.md。

AppDelegate、SceneDelegate 和首帧

留意同步依赖设置、无条件初始化 SDK、打开或迁移数据库、访问钥匙串、同步网络请求、繁重的根视图模型构建、重复的应用／场景设置，以及耗时较长的首屏渲染。

如果此方面与当前问题相关，请阅读 references/appdelegate-scenedelegate-and-first-frame.md。

SwiftUI App 启动

留意 App.init、根 Scene 构造、根视图初始化、急切创建的可观察模型、环境注入、.task、.onAppear、scenePhase 和 @UIApplicationDelegateAdaptor 中的繁重工作。

如果此方面与当前问题相关，请阅读 references/swiftui-app-launch.md。

第三方 SDK

启动期间启动的每个 SDK，都必须说明为何需要在首帧或首次交互前运行。

将 SDK 分类为：启动关键型、首次交互必需型、可在首帧后运行型、特定功能按需延迟加载型，或仅后台运行型。

谨慎对待一概延迟的做法。崩溃报告、安全、深度链接、归因、推送路由、远程配置和功能标志可能有正确性要求。

当相关时，阅读 references/third-party-sdks-at-launch.md。

测量

当测量结果存在噪声时，请明确说明：

• 设备型号和 OS 版本
• Debug 与 Release/Profile 配置
• 模拟器或实体设备
• 冷启动／热启动／预热启动／恢复的分类
• 首次安装、更新后启动或回访用户启动
• 网络和账户状态
• 应用数据大小
• 已认证或未认证状态下的启动
• 测试迭代次数和方差

当测量设置或结果解读与任务相关时，阅读 references/metrics-instruments-xctest-metrickit.md。

参考资料路由

仅在任务需要更多细节时使用参考文件。

• 当任务涉及冷启动／热启动／预热启动／恢复术语、首帧目标、首次安装／更新后启动的分类或测量设置时，阅读 references/launch-taxonomy-and-targets.md。
• 当任务涉及 dyld、pre-main、+load、+initialize、构造函数、Objective-C 类别、运行时注册或静态初始化时，阅读 references/pre-main-dyld-and-static-initializers.md。
• 当任务涉及动态框架、静态库、可合并库、模块化、启动时链接的权衡、二进制布局或 order-file 相关事项时，阅读 references/linking-strategy.md。
• 当任务涉及启动步骤、关键路径建模、显式依赖、安全并行、竞争／死锁风险、故障处理或最长链优化时，阅读 references/launch-orchestration-and-dependency-graph.md。
• 当任务涉及 UIApplicationDelegate、UISceneDelegate、依赖项设置、根 UI 创建、首帧就绪或主线程启动工作时，阅读 references/appdelegate-scenedelegate-and-first-frame.md。
• 当任务涉及 SwiftUI App、WindowGroup、根视图设置、可观察状态、.task、.onAppear、scenePhase、@UIApplicationDelegateAdaptor 或环境初始化时，阅读 references/swiftui-app-launch.md。
• 当任务涉及分析、崩溃报告、广告、归因、远程配置、推送、功能标志、安全 SDK 或供应商初始化策略时，阅读 references/third-party-sdks-at-launch.md。
• 当任务涉及 Instruments、Time Profiler、signpost、XCTest 启动指标、MetricKit、Xcode Organizer、CI 基线或生产监控时，阅读 references/metrics-instruments-xctest-metrickit.md。

默认情况下不要阅读所有参考资料。

输出格式

审查代码或诊断启动报告时，请返回以下部分。

启动分类

说明问题似乎涉及冷启动、热启动、预热启动、首次安装／更新后启动、恢复，还是未知。

如存在测量歧义，请予以说明。

疑似阶段

指出最可能的阶段：

• pre-main
• 静态初始化
• 应用代理
• 场景设置
• SwiftUI 根视图设置
• 启动编排
• 首帧渲染
• 启动后的早期响应性
• 测量／设置问题

关键路径

如有足够信息，请指出必需的启动链。

如果隐藏的顺序关系、隐式依赖或未知依赖妨碍安全优化，请予以说明。

发现

列出在代码、架构、指标或跟踪记录中发现的具体风险。

避免提出与证据无关的通用建议。

建议的更改

按优先级对建议分组：

1. 高置信度的启动路径修复
2. 依赖／编排修复
3. 所需的测量或检测
4. 可选的架构整理

验证

说明如何在本地和生产环境中验证更改。

请说明应有所改善的预期指标、跟踪区域或启动阶段。

非目标

请勿将此技能用于：

• 一般滚动性能
• 内存泄漏
• 与应用启动无关的渲染优化
• 启动之外的网络性能
• 与应用启动无关的广泛应用架构审查
• 通用 SwiftUI 审查，除非代码会影响启动、首帧或早期响应能力