ios根据内容范围计算字体大小（探索iOS编码对包大小的影响）

本文讲述的技术点属于比较极致和新颖的包大小优化技术，文章会从二进制、汇编指令的层面来分析 oc 代码对包大小的影响。接下来会从以下三个方面进行讲述：

• 二进制层面分析 oc 代码对包大小的影响
• 编码上优化包大小的 tips
• 总结各种 tips 的收益

以分析属性为例子，介绍一种“从二进制文件层面来分析编码对包大小影响”的分析方法。

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实验背景：用真机 iphone11，iOS13.5.1，release，build setting 默认设置，linkmap File 使用 arm64 进行实验。

.o 级别对比

通过对比 ViewControler 没有属性、有一个属性、两个属性的情况：

@interface ViewController : UIViewController @property (nonatomic, strong) NSString *myString1; @property (nonatomic, strong) NSString *myString2; @end

ViewController.o占用字节

• 没有属性 0.36k
• 一个属性 0.67k
• 两个属性 0.92k

当一个类减少一个属性，会减少 0.25k，这里有一个前提，这个类还有其他属性。

因此，我们可以得到一个结论：一个属性占用 0.25K。

查看 linkmap file 中的符号属于哪个 section 的 tips

# Sections: # Address Size segment Section 0x10000623C 0x00000224 __TEXT __text 0x100006460 0x00000090 __TEXT __stubs

__TEXT.text 的地址范围是 0x10000623C - 0x100006460，那么 linkmap file 中的 Symbols 对应的地址，如果是在这个范围内，就属于__TEXT.TEXT。

0x10000623C 0x00000034 [ 1] -[ViewController viewDidLoad] 0x100006270 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString1] 0x100006280 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString1:] 0x100006294 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString2] 0x1000062A4 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString2:] 0x1000062B8 0x00000040 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct] 0x1000062F8 0x00000008 [ 2] -[AppDelegate application:didFinishLaunchingWithOptions:] 0x100006300 0x0000008C [ 2] -[AppDelegate application:configurationForConnectingSceneSession:options:] 0x10000638C 0x00000004 [ 2] -[AppDelegate application:didDiscardSceneSessions:] 0x100006390 0x00000080 [ 3] _main 0x100006410 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate scene:willConnectToSession:options:] 0x100006414 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneDidDisconnect:] 0x100006418 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneDidBecomeActive:] 0x10000641C 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneWillResignActive:] 0x100006420 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneWillEnterForeground:] 0x100006424 0x00000004 [ 4] -[SceneDelegate sceneDidEnterBackground:] 0x100006428 0x00000010 [ 4] -[SceneDelegate window] 0x100006438 0x00000014 [ 4] -[SceneDelegate setWindow:] 0x10000644C 0x00000014 [ 4] -[SceneDelegate .cxx_destruct] 0x100006460 0x0000000C [ 5] _NSStringFromClass

0x10000623C 到 0x100006460 的符号都属于__TEXT.__text。

探索一个属性会产生哪些符号

将 section(节) size 不同拎出来，数字的单位：字节

__TEXT 段：

section	__text	__objc_methname	__objc_methtype	__objc_classname	__cstring	_unwind_info
没有属性	412	3396	2831	112	144	100
一个属性	468	3431	2843	112	183	100
两个属性	548	3466	2843	114	222	112

__DATA 段：

Section	__objc_const	__objc_ivar
没有属性	4904	4
一个属性	5040	8
两个属性	5136	12

分析：

$1 表示没有属性和一个属性的对比

$2 表示一个属性和两个属性的对比

TEXT.text 分析

segment	section	没有属性	一个属性	两个属性	$1	$2
__TEXT	__text	412	468	548	56	80

Linkmap File 差异：

// ViewController没有属性，差异点是没有-[ViewController .cxx_destruct]符号 // 一个属性: 16 20 20 = 56(与上方的 $1是对应上的) 0x100006318 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString1] 0x100006328 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString1:] 0x10000633C 0x00000014 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct] // 两个属性 16 20 16 20 64 = 136 // 一个属性与两个属性比较 136 - 56 = 80(与上方的 $2是对应上的) 0x100006270 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString1] 0x100006280 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString1:] 0x100006294 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString2] 0x1000062A4 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString2:] 0x1000062B8 0x00000040 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct]

疑惑点：.cxx_destruct的大小不一样，以下用两个截图回答这个问题，因为.cxx_destruct 内部的实现不一样，导致汇编的指令数量也不一样。

一个属性 .cxx_destruct内部实现的汇编代码：

两个属性 .cxx_destruct内部实现的汇编代码：

TEXT.objc_methname 分析

segment	section	没有属性	一个属性	两个属性	$1	$2
__TEXT	__objc_methname	3396	3431	3466	35	35

// 比较字节方法如上 // 一个属性 0x1000065FC 0x0000000A [ 1] literal string: myString1 0x100006606 0x0000000E [ 1] literal string: setMyString1: 0x100006614 0x0000000E [ 1] literal string: .cxx_destruct 0x100006622 0x0000000B [ 1] literal string: _myString1 // 两个属性 0x1000065A4 0x0000000A [ 1] literal string: myString1 0x1000065AE 0x0000000E [ 1] literal string: setMyString1: 0x1000065BC 0x0000000A [ 1] literal string: myString2 0x1000065C6 0x0000000E [ 1] literal string: setMyString2: 0x1000065D4 0x0000000E [ 1] literal string: .cxx_destruct 0x1000065E2 0x0000000B [ 1] literal string: _myString1 0x1000065ED 0x0000000B [ 1] literal string: _myString2

这里补充额外的一个点Dead Stripped Symbols相关的知识点：

// Text.text 0x1000062B8 0x00000040 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct] 0x10000644C 0x00000014 [ 4] -[SceneDelegate .cxx_destruct] // TEXT.objc_methname 0x1000065D4 0x0000000E [ 1] literal string: .cxx_destruct <<dead>> 0x0000000E [ 4] literal string: .cxx_destruct

Dead Stripped Symbols的意思是.o 文件中不必要的符号去掉；

例如[ 4] literal string: .cxx_destruct就是不必要的符号，[ 4]是指SceneDelegate.o之所以不必要是因为对于objc_methname节来说，不需要有同名的符号。

// linkfile map内容，[ 4]指SceneDelegate.o [ 4] /Users/xxxx/Library/Developer/Xcode/DerivedData/PacketSize-athynpqwkehwhtfsynewxvtjyvdz/Build/Intermediates.noindex/PacketSize.build/Release-iphoneos/PacketSize.build/Objects-normal/arm64/SceneDelegate.o

Xcode 中Dead Stripped Symbols相关的设置：

TEXT.objc_methtype

segment	section	没有属性	一个属性	两个属性	$1	$2
__TEXT	__objc_methtype	2831	2843	2843	12	0

// 有NSString属性，有以下符号 0x1000073CF 0x00000008 [ 1] literal string: @16@0:8 0x1000073D7 0x0000000B [ 1] literal string: v24@0:8@16 0x1000073E2 0x0000000C [ 1] literal string: @"NSString" // 同样Dead Stripped Symbols中也有@16@0:8、v24@0:8@16

TEXT.cstring 分析

segment	section	没有属性	一个属性	两个属性	$1	$2
__TEXT	__cstring	144	183	222	39	39

// 一个属性 10 29 = 39 0x100007EE2 0x0000000A [ 1] literal string: myString1 0x100007EEC 0x0000001D [ 1] literal string: T@"NSString",&,N,V_myString1 // 两个属性 0x100007EAF 0x0000000A [ 1] literal string: myString1 0x100007EB9 0x0000001D [ 1] literal string: T@"NSString",&,N,V_myString1 0x100007ED6 0x0000000A [ 1] literal string: myString2 0x100007EE0 0x0000001D [ 1] literal string: T@"NSString",&,N,V_myString2

TEXT.objc_classname 分析

segment	section	没有属性	一个属性	两个属性	$1	$2
__TEXT	__objc_classname	112	112	114	0	2

两个属性，比其他多占用了两个字节，目前还不知道这两个字节是怎么排列出来的，字节对齐？ 0x100007322 0x0000000F [ 1] literal string: ViewController 0x100007331 0x00000002 [ 1] literal string: 0x100007333 0x0000000C [ 2] literal string: AppDelegate 0x10000733F 0x00000016 [ 2] literal string: UIApplicationDelegate 0x100007355 0x00000009 [ 2] literal string: NSObject 0x10000735E 0x0000000E [ 4] literal string: SceneDelegate 0x10000736C 0x00000016 [ 4] literal string: UIWindowSceneDelegate 0x100007382 0x00000010 [ 4] literal string: UISceneDelegate 0x100007392 0x00000002 [ 4] literal string:

DATA.objc_const 分析

segment	section	没有属性	一个属性	两个属性	$1	$2
__DATA	__objc_const	4904	5040	5136	136	96

没有属性 0x100008110 0x00000020 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController 一个属性 40 24 (104 - 32) = 136 0x100008178 0x00000028 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_VARIABLES_ViewController 0x100008110 0x00000068 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController 0x1000081A0 0x00000018 [ 1] __OBJC_$_PROP_LIST_ViewController 两个属性 (152 - 104) (72 - 40) (40 - 24) = 96 0x100008110 0x00000098 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController 0x1000081A8 0x00000048 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_VARIABLES_ViewController 0x1000081F0 0x00000028 [ 1] __OBJC_$_PROP_LIST_ViewController

DATA.objc_ivar 分析

segment	section	没有属性	一个属性	两个属性	$1	$2
__DATA	__objc_ivar	4	8	12	4	4

一个属性 0x1000094B0 0x00000004 [ 1] _OBJC_IVAR_$_ViewController._myString1 两个属性 0x100009510 0x00000004 [ 1] _OBJC_IVAR_$_ViewController._myString1 0x100009514 0x00000004 [ 1] _OBJC_IVAR_$_ViewController._myString2

总结：通过以上的介绍，我们掌握了“从二进制文件层面分析编码对包大小的影响”的分析方法，用此方法我们可以继续分析“函数、direct、block”对包大小的影响。

编码上优化包大小的 Tips属性动态化

探索对属性添加@dynamic 会对二进制文件产生的影响，探索方式跟上面一样，还是通过 link file map 的符号分析：

@interface ViewController() // 对比myString1属性有无添加@dynamic修饰的区别 @property (nonatomic, copy) NSString *myString1; @end

TEXT.text 分析

segment	section	无 dynamic	有 dynamic	比较
__TEXT	__text	412	468	56

// 添加dynamic修饰没有以下部分 // 16 20 20 = 56 0x100006318 0x00000010 [ 1] -[ViewController myString1] 0x100006328 0x00000014 [ 1] -[ViewController setMyString1:] 0x10000633C 0x00000014 [ 1] -[ViewController .cxx_destruct]

说明添加了@dynamic修饰不会生成 getter、setter，并且没有实例变量，自然也不需要在dealloc中执行置 nil 的代码。

TEXT.objc_methname 分析

segment	section	无 dynamic	有 dynamic	比较
__TEXT	__objc_methname	3431	3396	35

// 添加dynamic修饰没有以下部分 // 10 14 11 = 35 0x1000065FC 0x0000000A [ 1] literal string: myString1 0x100006606 0x0000000E [ 1] literal string: setMyString1: 0x100006622 0x0000000B [ 1] literal string: _myString1

说明添加了@dynamic修饰不会生成 getter、setter，并且没有实例变量，自然就不需要生成对应的常量符号。

TEXT.objc_methtype 分析

segment	section	无 dynamic	有 dynamic	比较
__TEXT	__objc_methtype	2831	2843	12

// 添加dynamic修饰没有下面的符号 // 但是在计算添加dynamic收益时，不能将这个计算入内，原因是一个项目一般都是这些符号的 0x1000073E2 0x0000000C [ 1] literal string: @"NSString"

TEXT.cstring 分析

segment	section	无 dynamic	有 dynamic	比较
__TEXT	__cstring	173	183	10

一个属性 0x100007EEC 0x0000001D [ 1] literal string: T@"NSString",&,N,V_myString1 dynamic属性 0x100007EF9 0x00000013 [ 1] literal string: T@"NSString",&,D,N

【T@"NSString",&,N,V_myString1】和【T@"NSString",&,D,N】是属性类型字符串， property type stringapple 的官方文档中有这个介绍

developer.apple.com/library/arc… // 关于属性类型字符串介绍

DATA.objc_const 分析

segment	section	无 dynamic	有 dynamic	比较
__DATA	__objc_const	4928	5040	112

一个属性 0x100008110 0x00000068 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController 0x100008178 0x00000028 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_VARIABLES_ViewController dynamic属性 0x100008110 0x00000020 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController (104 - 32) 40 = 112

实例方法列表没有 myString1 的 getter、setter。

DATA.objc_ivar 分析

segment	section	无 dynamic	有 dynamic	比较
__DATA	__objc_ivar	4	8	4

dynamic 属性没有以下符号 0x1000094B0 0x00000004 [ 1] _OBJC_IVAR_$_ViewController._myString1

没有实例变量，自然就没有_OBJC_IVAR_$_ViewController._myString1符号。

结论：用@dynamic优化一个属性，收益是(229 - 12)= 217B，12 是__objc_methtype 不能算进来；应用场景是对 model 类添加@dynamic。

方法调用、函数调用、direct 方法调用实验数据

实验方法：

// 对照组 #define Test // 先空实现 void func(ViewController *mSelf) { [mSelf method]; } @interface ViewController () @end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; [self test]; } - (void)method { NSLog(@""); } - (void)test { // 2000个 Test 宏的调用，注意，对照组的宏是空实现 } // 方法调用 的 实验 // 修改Test宏 #define Test [self method]; // 函数调用 的 实验 #define Test func(self); // direct方法调用 的 实验 #define Test [self method]; - (void)test __attribute__((objc_direct));

使用函数的汇编指令：

使用方法的汇编指令：

以上两个截图的汇编指令基本一样，说明在调用 func(self)函数时，因为函数内部实现过于简单，被编译优化了，直接优化为内敛函数。

修改 func 函数的实现，避开编译优化：

// 不影响调用逻辑的情况下，将函数实现改复杂点 void func(ViewController *mSelf) { if ([mSelf isKindOfClass:[ViewController class]]) { [mSelf method]; } }

另外还做了一组方法名长度不同的实验：

短方法名：method

长方法名：methodmethodmethodmethodmethodmethodmethodmethod

	短方法名	长方法名
对照组	0.52K	0.61K
方法调用	23.98K	24.07K
函数调用	16.30K	16.34K
direct 方法调用	16.11K	16.16K

短方法名和长方法名对二进制大小的影响？

分别查看短方法名和长方法名的 TEXT.text

// 短方法名 0x100004560 0x00005FB4 __TEXT __text 0x1000045CC 0x00005DDC [ 1] -[ViewController test] // 长方法名 0x100004534 0x00005FB4 __TEXT __text 0x1000045A0 0x00005DDC [ 1] -[ViewController test] 大小都是0x00005FB4

短方法：

长方法：

短方法名和长方法名对二进制大小的影响非常小，TEXT.text 的大小是一样的，原因是方法调用主要是操作函数指针，此时方法名长度对此没有影响；

那么主要影响是TEXT.objc_methname

// 短方法名 0x10000A664 0x00000D96 __TEXT __objc_methname // 长方法名 0x10000A638 0x00000DC0 __TEXT __objc_methname

本实验中，函数调用和方法调用的区别？

先对比下方法调用和函数调用，在二进制上的区别：

// 函数和方法的区别 // 函数调用 0x100006448 0x000040CC __TEXT __text // 方法调用 0x100004560 0x00005FB4 __TEXT __text

区别还是在 TEXT.text 上。

函数调用的汇编：

方法调用的汇编：

方法调用需要更多的指令，因此将方法调用改为函数调用，随着调用处越多，包大小的收益越大。

函数调用和 direct 方法调用的区别？

// 函数和direct的区别 // 函数调用 0x100006448 0x000040CC __TEXT __text 0x10000A664 0x00000D96 __TEXT __objc_methname 0x10000BF90 0x00000070 __TEXT __unwind_info 0x10000C0F0 0x00001358 __DATA __objc_const 0x10000D448 0x00000038 __DATA __objc_selrefs 0x10000D480 0x00000018 __DATA __objc_classrefs // direct调用 0x1000064C4 0x00004060 __TEXT __text 0x10000A674 0x00000D8F __TEXT __objc_methname 0x10000BF9C 0x00000064 __TEXT __unwind_info 0x10000C0F0 0x00001340 __DATA __objc_const 0x10000D430 0x00000028 __DATA __objc_selrefs 0x10000D458 0x00000010 __DATA __objc_classrefs // direct方法调用TEXT.text中没有[ViewController method]符号，但是当method方法内部的实现比较多时，就会有[ViewController method]符号；原因是method过于简单被编译器优化为内联了 // 因为method被内联了，所以__objc_selrefs少了一个符号；但是当method实现复杂了，会多一个method方法的调用，__objc_selrefs就多一个符号 // 函数在TEXT.objc_methname多了以下两个符号 0x10000A664 0x00000006 [ 1] literal string: class 0x10000A66A 0x0000000F [ 1] literal string: isKindOfClass: // 函数调用实例方法列表尺寸比direct方法调用大，原因direct没有实例方法 // 函数调用 0x10000C138 0x00000050 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController // direct方法调用 0x10000C138 0x00000038 [ 1] __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController

结论：direct 方法收益和函数调用基本一致，每一处调用优化收益是 3.93b。

函数调用、direct 方法调用为何可以减少二进制文件大小？

正常方法调用：

函数调用：

direct 方法调用：

x0是储存函数的第一个参数，msgSend的第一个参数肯定是self，所以x0是self cbz先判断self是否存在，如果不存在，goto 0x1000063ac->ret,ret是return； - (void)method { NSLog(@""); } 如果self存在，则执行 NSLog 因为method方法实现过于简单，被编译器优化为内联了。

当方法实现比较简单，使用 direct 修饰，可以优化调用效率，但是包大小收益可能是负收益；因为很多处调用 direct 方法被内联。

回到一开始的问题：函数调用、direct 方法调用可以减少二进制文件大小的原因是因为相比方法调用，指令变少了。

去 Block

实验内容：

// 有block和无block的代码区别 - (void)blockTest { [self.blockProvider blockInterface1:1]; } - (void)blockTest { [self.blockProvider blockInterface:^{ }]; }

block 调用会产生哪些符号？

// 一个block调用与两个block调用的区别 // __DATA.const（没有初始化过的常量） 多一个调用就会多一个___block_literal_global符号，这个占用32个字节 0x100008070 0x00000020 [ 1] ___block_descriptor_32_e5_v8?0l 0x100008090 0x00000020 [ 1] ___block_literal_global 0x1000080B0 0x00000020 [ 1] ___block_literal_global.12 // ___block_literal_global就是Block_layout结构体对象 struct Block_layout { void *isa; int flags; int reserved; void (*invoke)(void *, ...); struct Block_descriptor *descriptor; /* Imported variables. */ };

每多一处 block 的调用，会多一个___block_literal_global 符号，占用 32b。

// 无block调用 0x1000060A4 0x00000044 [ 1] -[ViewController blockTest] // 一个block调用 0x100006094 0x00000048 [ 1] -[ViewController blockTest] 0x1000060DC 0x00000004 [ 1] ___27-[ViewController blockTest]_block_invoke // 包含_block_invoke这个符号，则说明[ViewController blockTest]方法的实现中，有实现block // 两个block调用 // 如果有两个block调用，会多出 ___29-[ViewController viewDidLoad]_block_invoke_2 // 有一个block调用比无block调用多出 36 4 = 40b // 有两个block调用比有一个block调用多出24 4 = 28b

每多一处 block 的调用，会多一个_block_invoke_2 符号，占用 4b。

block 调用和方法调用，在调用处的汇编指令差别？

方法调用：

- (void)blockTest { [self.blockProvider blockInterface1:1]; }

block 调用：

在调用处的指令，block 调用只是比方法调用多了一个指令，多了 4 个字节（maplinkfile 计算出来的）。

去 Block 优化的示例

含有 block 参数方法的实现：

// 定义含有block的方法 - (void)blockInterface:(void(^)(void))block { [self shill]; !block ? : block(); } - (void)shill { NSString *string = @"123"; if ([string isKindOfClass:[NSString class]]) { NSLog(@"123"); } } // 去Block的优化 #define CallBlock(blockProvider,BLOCK)\ [blockProvider shill];\ BLOCK

实验对比：

- (void)blockTest { [self.blockProvider blockInterface:^{ NSLog(@"block"); }]; } - (void)blockTest { CallBlock(self.blockProvider,{ NSLog(@"block"); }) }

// 去Block，相当于把block的实现内联了 0x100006064 0x00000050 [ 1] -[ViewController blockTest] // 调用含有block的方法 // TEXT.text 0x10000604C 0x00000048 [ 1] -[ViewController blockTest] 0x100006094 0x0000001C [ 1] ___27-[ViewController blockTest]_block_invoke // DATA.const 0x100008070 0x00000020 [ 1] ___block_descriptor_32_e5_v8?0l 0x100008090 0x00000020 [ 1] ___block_literal_global

调用含有 block 的方法：

去 Block：

结论：去 Block 的主要收益在于减少了___block_literal_global 和_block_invoke 符号，但是去 block 相当于把 block 的实现内联了，_block_invoke 主要大小的占用是 block 的实现，这块内联和_block_invoke 的差异差不多有 0x0000001C(28) - (0x00000050 - 0x00000048) = 20b；

___block_literal_global 固定 20b；

所以去 block 的收益是 40b。

总结

1. 介绍了从二进制文件层面分析编码对包大小的影响；
2. 介绍了属性、方法调用、函数调用、direct 方法调用、block 调用在汇编下的差别，让我们在平时编码中，能有个大概的印象，该代码对应的汇编大概是什么样子；
3. 得出一些收益数据：

@dynamic 优化属性	函数化或者 direct 修饰	去 Block
217B	3.93b	40b

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