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Performances des applications Xamarin.iOS

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Le mauvais niveau de performance d’une application se présente de plusieurs façons. L’application semble ne pas répondre, le défilement de l’affichage est ralenti et la durée de vie de la batterie de l’appareil réduite. Toutefois, l’optimisation des performances implique davantage de choses que l’implémentation d’un code efficace. L’expérience utilisateur liée au niveau de performance de l’application doit également être prise en compte. Par exemple, pour contribuer à améliorer l’expérience utilisateur, vous devez vérifier que les opérations s’exécutent sans empêcher l’utilisateur d’effectuer d’autres activités.

Ce document décrit les techniques permettant d’améliorer les performances et l’utilisation de la mémoire dans les applications Xamarin.iOS.

Notes

Avant de lire cet article, vous devez lire Performances entre plateformes, qui décrit des techniques non spécifiques aux plateformes pour améliorer l’utilisation de la mémoire et les performances des applications générées à l’aide de la plateforme Xamarin.

Éviter les références circulaires fortes

Dans certaines situations, vous pouvez créer des cycles de références fortes qui peuvent empêcher le récupérateur de mémoire de récupérer la mémoire des objets. Par exemple, considérez le cas où une NSObjectsous-classe dérivée, telle qu’une classe qui hérite de UIView, est ajoutée à un NSObjectconteneur dérivé et est fortement référencée à partir de Objective-C, comme illustré dans l’exemple de code suivant :

class Container : UIView
{
    public void Poke ()
    {
    // Call this method to poke this object
    }
}

class MyView : UIView
{
    Container parent;
    public MyView (Container parent)
    {
        this.parent = parent;
    }

    void PokeParent ()
    {
        parent.Poke ();
    }
}

var container = new Container ();
container.AddSubview (new MyView (container));

Lorsque ce code crée le Container instance, l’objet C# a une référence forte à un Objective-C objet. De même, le MyView instance aura également une référence forte à un Objective-C objet.

De plus, l’appel à container.AddSubview augmente le nombre de références sur l’instance non managée de MyView. Quand cela se produit, le runtime Xamarin.iOS crée une instance de GCHandle pour garder l’objet MyView actif dans le code managé, car il n’existe aucune garantie que les objets managés vont continuer à le référencer. Du point de vue du code managé, l’objet MyView serait récupéré après l’appel de AddSubview, s’il n’y avait pas GCHandle.

L’objet MyView non managé a un GCHandle qui pointe vers l’objet managé. Cela s’appelle un lien fort. L’objet managé contient une référence à l’instance de Container. À son tour, l’instance de Container a une référence managée à l’objet MyView.

Dans les cas où un objet contenu conserve un lien vers son conteneur, plusieurs options sont disponibles pour traiter la référence circulaire :

  • Rompez manuellement le cycle en affectant au lien vers le conteneur la valeur null.
  • Supprimez manuellement l’objet contenu du conteneur.
  • Appelez Dispose sur les objets.
  • Évitez la référence circulaire en gardant une référence faible au conteneur. Pour plus d’informations sur les références faibles.

Utilisation de WeakReferences

Pour empêcher un cycle, vous pouvez, entre autres, utiliser une référence faible de l’enfant au parent. Par exemple, le code ci-dessus peut s’écrire de la façon suivante :

class Container : UIView
{
    public void Poke ()
    {
        // Call this method to poke this object
    }
}

class MyView : UIView
{
    WeakReference<Container> weakParent;
    public MyView (Container parent)
    {
        this.weakParent = new WeakReference<Container> (parent);
    }

    void PokeParent ()
    {
        if (weakParent.TryGetTarget (out var parent))
            parent.Poke ();
    }
}

var container = new Container ();
container.AddSubview (new MyView (container));

Ici, l’objet contenu ne maintient pas le parent actif. Toutefois, le parent maintient l’enfant actif via l’appel effectué à container.AddSubView.

Cela se produit également dans les API iOS qui utilisent le modèle de délégué ou de source de données, où une classe homologue contient l’implémentation, par exemple quand vous définissez la propriété Delegate ou leDataSource dans la UITableView classe .

Dans le cas de classes créées uniquement pour l’implémentation d’un protocole, par exemple IUITableViewDataSource, au lieu de créer une sous-classe, vous pouvez implémenter simplement l’interface dans la classe et remplacer la méthode, puis affecter à la propriété DataSource la valeur this.

Attribut faible

Xamarin.iOS 11.10 a introduit l’attribut [Weak]. Comme WeakReference <T>, [Weak] peut être utilisé pour rompre les références circulaires fortes, mais avec encore moins de code.

Prenez le code suivant, qui utilise WeakReference <T> :

public class MyFooDelegate : FooDelegate {
    WeakReference<MyViewController> controller;
    public MyFooDelegate (MyViewController ctrl) => controller = new WeakReference<MyViewController> (ctrl);
    public void CallDoSomething ()
    {
        MyViewController ctrl;
        if (controller.TryGetTarget (out ctrl)) {
            ctrl.DoSomething ();
        }
    }
}

Le code équivalent qui utilise [Weak] est beaucoup plus concis :

public class MyFooDelegate : FooDelegate {
    [Weak] MyViewController controller;
    public MyFooDelegate (MyViewController ctrl) => controller = ctrl;
    public void CallDoSomething () => controller.DoSomething ();
}

Voici un autre exemple d’utilisation de [Weak] dans le contexte du modèle de délégation :

public class MyViewController : UIViewController
{
    WKWebView webView;

    protected MyViewController (IntPtr handle) : base (handle) { }

    public override void ViewDidLoad ()
    {
        base.ViewDidLoad ();
        webView = new WKWebView (View.Bounds, new WKWebViewConfiguration ());
        webView.UIDelegate = new UIDelegate (this);
        View.AddSubview (webView);
    }
}

public class UIDelegate : WKUIDelegate
{
    [Weak] MyViewController controller;

    public UIDelegate (MyViewController ctrl) => controller = ctrl;

    public override void RunJavaScriptAlertPanel (WKWebView webView, string message, WKFrameInfo frame, Action completionHandler)
    {
        var msg = $"Hello from: {controller.Title}";
        var alertController = UIAlertController.Create (null, msg, UIAlertControllerStyle.Alert);
        alertController.AddAction (UIAlertAction.Create ("Ok", UIAlertActionStyle.Default, null));
        controller.PresentViewController (alertController, true, null);
        completionHandler ();
    }
}

Suppression d’objets avec des références fortes

Si une référence forte existe et qu’il est difficile de supprimer la dépendance, utilisez une méthode Dispose pour effacer le pointeur parent.

Pour les conteneurs, remplacez la méthode Dispose afin de supprimer les objets contenus, comme indiqué dans l’exemple de code suivant :

class MyContainer : UIView
{
    public override void Dispose ()
    {
        // Brute force, remove everything
        foreach (var view in Subviews)
        {
              view.RemoveFromSuperview ();
        }
        base.Dispose ();
    }
}

Pour un objet enfant qui conserve une référence forte à son parent, effacez la référence au parent dans l’implémentation de Dispose :

class MyChild : UIView
{
    MyContainer container;
    public MyChild (MyContainer container)
    {
        this.container = container;
    }
    public override void Dispose ()
    {
        container = null;
    }
}

Pour plus d’informations sur la libération de références fortes, consultez Libérer des ressources IDisposable. Il y a également plus d’informations sur le garbage collection ici.

Plus d’informations

Pour plus d’informations, consultez Règles pour éviter les cycles de rétention sur Cocoa With Love, S’agit-il d’un bogue dans MonoTouch GC sur StackOverflow et Pourquoi MonoTouch GC ne peut-il pas tuer des objets managés avec refcount > 1 ? sur StackOverflow.

Optimiser les vues de tableaux

Les utilisateurs attendent un défilement fluide et des temps de chargement rapides pour les instances de UITableView. Toutefois, le niveau de performance du défilement peut se dégrader quand les cellules contiennent des hiérarchies d’affichages profondément imbriquées, ou quand elles contiennent des dispositions complexes. Toutefois, différentes techniques permettent d’éviter la dégradation des performances de UITableView :

  • Réutilisez les cellules. Pour plus d’informations, consultez Réutiliser les cellules.
  • Réduisez le nombre de sous-affichages.
  • Mettez en cache le contenu de cellule récupéré à partir d’un service web.
  • Mettez en cache la hauteur des lignes, si elles ne sont pas identiques.
  • Rendez la cellule et les autres affichages opaques.
  • Évitez la mise à l’échelle et les dégradés d’images.

Utilisées conjointement, ces techniques peuvent contribuer au défilement régulier des instances de UITableView.

Réutiliser les cellules

Lorsque des centaines de lignes d’un UITableView sont affichées, le fait de créer des centaines d’objets UITableViewCell utiliserait inutilement de la mémoire, alors que seulement un petit nombre d'entre eux sont affichés simultanément sur l’écran. À la place, seules les cellules visibles à l’écran peuvent être chargées en mémoire, le contenu étant chargé dans les cellules réutilisées. Cela évite l’instanciation de centaines d’objets supplémentaires et permet d’économiser à la fois du temps et de la mémoire.

Ainsi, quand une cellule disparaît de l’écran, son affichage peut être placé en file d’attente de réutilisation, comme indiqué dans l’exemple de code suivant :

class MyTableSource : UITableViewSource
{
    public override UITableViewCell GetCell (UITableView tableView, NSIndexPath indexPath)
    {
        // iOS will create a cell automatically if one isn't available in the reuse pool
        var cell = (MyCell) tableView.DequeueReusableCell (MyCellId, indexPath);

        // Perform required cell actions
        return cell;
    }
}

Quand l’utilisateur fait défiler ce qu’il voit, UITableView appelle la substitution GetCell pour demander la présentation de nouveaux affichages. Cette substitution appelle ensuite la méthode DequeueReusableCell. Si une cellule est disponible pour être réutilisée, elle est retournée.

Pour plus d’informations, consultez Réutilisation des cellules dans Remplissage d’un tableau avec des données.

Utiliser les vues opaques

Vérifiez que la propriété Opaque est définie pour les affichages qui n’ont pas de transparence. Cela permet de garantir le rendu optimal des affichages par le système de dessin. Cet aspect est particulièrement important quand un affichage est incorporé dans UIScrollView ou fait partie d’une animation complexe. Sinon, le système de dessin effectue une composition des affichages avec d’autres contenus, ce qui peut impacter le niveau de performance de manière importante.

Éviter les XIB volumineux

Bien que les XIB aient été largement remplacés par les storyboards, il existe certaines situations où vous pouvez encore utiliser des XIB. Quand un XIB est chargé en mémoire, tout son contenu est chargé en mémoire, notamment les images. Si le XIB contient un affichage qui n’est pas immédiatement utilisé, la mémoire est gaspillée. Ainsi, quand vous utilisez un XIB, vérifiez qu’il n’existe qu’un seul XIB par contrôleur d’affichage et, si possible, séparez la hiérarchie d’affichages du contrôleur d’affichage dans des XIB distincts.

Optimiser les ressources d’images

Les images font partie des ressources les plus coûteuses qui sont utilisées par les applications et sont souvent capturées en haute résolution. Ainsi, quand vous affichez une image provenant du bundle de l’application dans UIImageView, vérifiez que l’image et UIImageView sont de taille identique. La mise à l’échelle des images au moment de l’exécution peut être une opération lourde, en particulier si UIImageView est incorporé dans UIScrollView.

Pour plus d’informations, consultez Optimiser les ressources d’images dans le guide Performances entre plateformes.

Tester sur des appareils

Commencez à déployer et à tester votre application sur un appareil physique le plus tôt possible. Les simulateurs ne reproduisent pas parfaitement les comportements et les limitations des appareils. Il est donc important d’effectuer des tests sur des appareils réels, dès que possible.

En particulier, le simulateur ne peut pas simuler les restrictions de mémoire ou les limitations de l’UC d’un appareil physique.

Synchroniser les animations avec l’actualisation de l’affichage

Les jeux ont tendance à avoir des boucles étroites pour l’exécution de la logique du jeu et l’actualisation de l’écran. Les fréquences d’images classiques vont de trente à soixante images par seconde. Certains développeurs estiment qu’ils doivent mettre à jour l’écran autant de fois que possible par seconde, en combinant leur simulation de jeu avec des mises à jour de l’écran. Ils sont donc parfois tentés d’aller au-delà de soixante images par seconde.

Toutefois, le serveur d’affichage effectue des mises à jour de l’écran soixante fois par seconde, ce qui correspond à la limite maximale. Ainsi, toute tentative d’actualisation de l’écran qui dépasse cette limite peut entraîner des interruptions et des micro-saccades. Il est préférable de structurer le code pour que les actualisations de l’écran soient synchronisées avec l’actualisation de l’affichage. Pour ce faire, utilisez la classe CoreAnimation.CADisplayLink, qui représente un minuteur approprié aux tâches de visualisation et aux jeux s’exécutant à soixante images par seconde.

Évitez la transparence Core Animation

Le fait d’éviter la transparence Core Animation permet d’améliorer le niveau de performance de la composition bitmap. En règle générale, évitez les calques transparents et les bordures floues, si possible.

Éviter la génération de code

Vous devez éviter de générer du code de manière dynamique avec System.Reflection.Emit ou à l’aide du Dynamic Language Runtime, car le noyau iOS empêche l’exécution du code dynamique.

Résumé

Cet article a décrit et expliqué les techniques permettant d’accroître le niveau de performance des applications générées avec Xamarin.iOS. Utilisées conjointement, ces techniques peuvent considérablement réduire la charge de travail d’une UC, ainsi que la quantité de mémoire consommée par une application.