Xamarin.iOS 效能

發行項
03/05/2024

不佳的應用程式效能會以許多方式表現。它可能會讓應用程式看起來沒有回應、造成捲動緩慢，以及減少電池壽命。不過，最佳化效能不僅僅只牽涉到實作有效率的程式碼而已。同時也必須考量使用者對於應用程式效能的體驗。例如，確保作業能在不封鎖使用者執行其他活動的情況下執行，將可以協助改善使用者體驗。

本文件說明在 Xamarin.iOS 應用程式中用來改善效能和記憶體使用量的技術。

注意

在閱讀本文之前，您應該先閱讀跨平台效能，其中討論非平台特定的技術來改善記憶體使用量和使用 Xamarin 平台所建置之應用程式的效能。

避免強式循環參考

在某些情況下，可能會建立強式參考循環，這會防止記憶體回收行程回收物件的記憶體。例如，假設 NSObject衍生的子類別，例如繼承自 UIView的類別，會新增至 NSObject衍生的容器，並且從強式參考 Objective-C，如下列程式碼範例所示：

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));

當此程式代碼建立 Container 實例時，C# 物件將會有對象的 Objective-C 強式參考。同樣地， MyView 實例也會有物件的強式參考 Objective-C 。

此外，呼叫 container.AddSubview 將會增加非受控 MyView 執行個體上的參考計數。當發生這種情況時，Xamarin.iOS 執行階段會建立 GCHandle 執行個體以保留受控程式碼中的 MyView 運作，因為無法保證任何受控物件會保留其參考。從受控程式碼的觀點來看，會在 AddSubview 呼叫 (若不是針對 GCHandle) 之後回收 MyView 物件。

非受控 MyView 物件會有指向受控物件的 GCHandle，稱為強式連結。受控物件將包含對 Container 執行個體的參考。接著，Container 執行個體會有對 MyView 物件的受控參考。

在包含之物件保留其容器連結的情況下，有幾個選項可用來處理循環參考：

手動中斷循環，方法是將容器連結設定為 null。
手動從容器移除所包含的物件。
呼叫物件上的 Dispose。
避免循環參考保留容器的弱式參考。如需弱式參考的相關詳細資訊。

使用 WeakReferences

避免循環的一種方式是從子項到父項的弱式參考。例如，上述程式碼可以寫成這樣：

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));

在此，所包含的物件不讓父項保持運作。但是，父項透過對 container.AddSubView 的呼叫保持子項運作。

這也會發生在使用委派或資料來源模式的 iOS API 中，其中對等類別將包含實作；例如，設定時Delegate 屬性或 DataSource 在類別中 UITableView 。

在類別純粹是為了實作通訊協定而建立的情況下 (例如 IUITableViewDataSource)，您可以僅實作類別中的介面並覆寫方法，然後將 DataSource 屬性指派給 this，而非建立子類別。

弱式屬性

Xamarin.iOS 11.10 引入 [Weak] 屬性。例如 WeakReference <T>，[Weak] 可用來中斷強式循環參考，但使用更少的程式碼。

請考慮下列使用 WeakReference <T> 的程式碼：

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 ();
        }
    }
}

使用 [Weak] 的對等程式碼更為精簡：

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

以下是另一個在委派模式內容中使用 [Weak] 的範例：

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 ();
    }
}

處置包含強式參考的物件

如果存在強式參考且難以移除該相依性，請使 Dispose 方法清除父代指標。

針對容器，覆寫 Dispose 方法以移除包含的物件，如下列程式碼範例所示：

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

針對保留其父代強式參考的子物件，請清除 Dispose 實作中對父代的參考：

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

如需有關釋放強式參考的詳細資訊，請參閱釋放 IDisposable 資源。這裏還有更多垃圾收集資訊。

其他相關資訊

如需詳細資訊，請參閱避免在 Cocoa With Love 上保留迴圈的規則、 StackOverflow 上的 MonoTouch GC 是否為 Bug，以及 StackOverflow 上的 refcount > 1 會終止 Managed 物件的原因。

最佳化資料表檢視

針對 UITableView 執行個體，使用者期望有平滑捲動和快速載入時間。不過，當資料格包含深層巢狀檢視階層，或資料格包含複雜配置時，捲動效能可能會受到影響。不過，有可用來避免 UITableView 效能不佳的技巧：

重複使用資料格。如需詳細資訊，請參閱重複使用資料格。
減少子檢視數目。
快取擷取自 Web 服務的資料格內容。
快取任何資料列的高度 (如果不相同)。
讓資料格和任何其他檢視不透明。
避免影像縮放和漸層。

這些技巧可共同協助保持 UITableView 執行個體捲動順暢。

重複使用資料格

當顯示 UITableView 中數百個資料列，畫面上一次僅能顯示少數資料列時，卻建立了數百個 UITableViewCell 物件，是一種浪費記憶體的方式。反之，僅有畫面上看見的資料格可以載入記憶體，且內容載入至這些重複使用的資料格中。這可防止具現化數百個額外的物件，進而節省時間與記憶體。

因此，當資料格從畫面消失時，其檢視可以放置在佇列中以供重複使用，如下列程式碼範例所示：

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;
    }
}

當使用者捲動時，UITableView 會呼叫 GetCell 覆寫，來要求要顯示的新檢視。此覆寫會接著呼叫 DequeueReusableCell 方法，且如果有可重複使用的資料格，將會傳回。

如需詳細資訊，請參閱使用資料填入資料表中的資料格重複使用。

使用不透明檢視

請確定沒有定義透明度的任何檢視都已設定其 Opaque 屬性。這可確保檢視由繪製系統以最佳方式呈現。當檢視內嵌在 UIScrollView 中，或者是複雜動畫的一部分時，這點非常重要。否則繪製系統會合成檢視與其他內容，這可能會明顯影響效能。

避免 FAT XIB

雖然 XIB 已大部分由分鏡腳本取代，仍有一些情況會使用 XIB。當 XIB 載入記憶體時，它的所有內容都會載入到記憶體中，包括任何影像。如果 XIB 包含並非立即要使用的檢視，則會浪費記憶體。因此，當使用 XIB 時，請確定每個檢視控制器都只有一個 XIB，可能的話，將檢視控制器的檢視階層架構分為個別 XIB。

最佳化影像資源

影像是一些應用程式所使用成本最高的資源，且經常以高解析度擷取。因此，當在 UIImageView 中顯示應用程式套件組合中的影像時，請確定影像和 UIImageView 大小相同。在執行階段縮放影像可以是昂貴的作業，特別是如果 UIImageView 內嵌在 UIScrollView 中時。

如需詳細資訊，請參閱跨平台效能指南中的最佳化影像資源。

在裝置上進行測試

盡早在實體裝置上開始部署及測試應用程式。模擬器無法完全符合裝置的行為和限制，因此務必盡早在實際裝置上進行測試。

特別是模擬器並不以任何方式模擬實體裝置的記憶體或 CPU 限制。

使用顯示重新整理來同步處理動畫

遊戲通常具有緊密迴圈，以執行遊戲邏輯和更新畫面。常見的畫面播放速率，範圍從每秒 30 畫面格數到每秒 60 畫面格數。有些開發人員會覺得他們每秒應該盡可能更新畫面，結合他們的遊戲模擬與畫面更新，且可能會想要超越每秒 60 畫面格數。

不過，顯示伺服器執行畫面更新的上限為每秒 60 次。因此，嘗試透過比此限制更快的速度更新畫面，可能會造成畫面撕裂和微間斷的情形。所以最好先將程式碼結構化，這樣一來畫面更新才能與顯示更新同步處理。這可以透過使用 CoreAnimation.CADisplayLink 類別來完成，這是適合以每秒 60 畫面格數執行之視覺效果和遊戲的計時器。

避免核心動畫透明度

避免核心動畫透明度可改善點陣圖合成 (Compositing) 效能。一般情況下，盡可能避免透明的圖層與套用模糊效果的框線。

避免程式碼產生

必須避免使用 System.Reflection.Emit 或 Dynamic Language Runtime 以動態方式產生程式碼，因為 iOS 核心會防止動態程式碼執行。

摘要

本文章會說明與討論用來增加以 Xamarin.iOS 建置之應用程式效能的技巧。這些技巧可共同大幅減少 CPU 所執行的工作量和應用程式所耗用的記憶體數量。

跨平台效能

Share via

Xamarin.iOS 效能

避免強式循環參考

使用 WeakReferences

弱式屬性

處置包含強式參考的物件

其他相關資訊

最佳化資料表檢視

重複使用資料格

使用不透明檢視

避免 FAT XIB

最佳化影像資源

在裝置上進行測試

使用顯示重新整理來同步處理動畫

避免核心動畫透明度

避免程式碼產生

摘要

其他資源

Share via

Xamarin.iOS 效能

避免強式循環參考

使用 WeakReferences

弱式屬性

處置包含強式參考的物件

其他相關資訊

最佳化資料表檢視

重複使用資料格

使用不透明檢視

避免 FAT XIB

最佳化影像資源

在裝置上進行測試

使用顯示重新整理來同步處理動畫

避免核心動畫透明度

避免程式碼產生

摘要

相關連結

其他資源