iOS中基于UITableView的大批量数据加载优化

刘辰基，周宝刚，郭淑琴

(1.浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州310023;2.浙江科技学院，信息与电子工程学院，浙江杭州310023)

0 引言

iOS是苹果公司推出的手持设备操作系统。一方面，iOS设备提供给每个应用软件使用的内存是有限的［1］，而且内存占用量过大的应用软件无法通过苹果公司的审核。另一方面，拥有良好的用户体验是应用软件大规模推广的基础。因此，在iOS应用软件的开发过程中，内存控制和用户体验是开发者需要时刻注意的两个方面。UITableView是一种表格视图，基本组成单元为UITableViewCell。无论是iOS设备自带的通讯录、备忘录、提醒事项等应用软件，还是第三方的微信、微博、陌陌等社交软件［2］，都使用了这个视图。然而，在平时的开发过程中，使用UITableView加载大批量数据，经常会遇到由于内存占用量过大导致系统崩溃，以及用户体验较差的问题，因此有必要对该系统进行更深层面的优化。

1 存在的问题

问题一:应用软件在使用UITableView加载大批量数据的时候出现内存预警，继而运行崩溃。在数据量大的情况下，一些开发者直接将数据存放在内存中，随着不断地从服务器加载数据，占用的内存空间越来越大。同时，使用UITableView对数据进行显示时，根据数据个数创建相应数量的UITableView-Cell，也占用了很大的内存空间。这些造成了应用程序在使用UITableView加载大批量数据时内存占用过大。

问题二:加载数据时让用户处于等待状态，而且等待时间过长，用户体验较差。应用软件在使用UITableView加载大批量数据显示的过程中，先从服务器加载数据，加载成功后再使用UITableView进行显示。在从服务器加载数据的过程中，由于数据量大和网络状况的原因，耗费了一定的时间。另一方面，视图UITableView对大批量数据进行显示的过程，也耗费了过长的时间。这些耗费的时间一直让用户处于等待状态，造成了非常差的用户体验。

2 优化方案

2.1 内存的优化

首先，使用视图UITableView对数据进行显示时，开启重用机制。重用机制是iOS系统中UITable-View自带的一个机制，它在一定程度上能够节约内存，尤其是数据量大的时候［3］。

重用机制的核心是系统内部创建了NSMutableArray类型的_visiableCells和NSMutableDictionary类型的_reusableTableCells。系统根据cell对应的标识符(Identifier)加载UITableViewCell。当用户滑动屏幕时，滑出屏幕的cell从可见变为不可见，此时系统将cell从_visiableCells取出，和它对应的cell标识符组成一组键值，再放入_reusableTableCells;划入屏幕的cell从不可见变为可见，此时系统根据相应的cell标识符，从_reusableTableCells取出对应的cell放入_visiableCells，如果_reusableTableCells中没有，则创建一个新的cell，再放入_visiableCells。

开启重用机制后，由于_visiableCells和_reusableTableCells中的cell构成了一个循环重用，实际生成的cell总个数仅仅比屏幕中显示cell最多数量的情况下多出一两个，这对内存的节约是非常有效的。开启重用机制的代码如下:

static NSString*CellIdentifier=@ ”Cell”;

UITableViewCell*cell=［tableView dequeueResuableCellWithIdentifier:CellIdentifier］;

if(cell==nil){

//创建新的cell

}

其次，对加载的数据进行存储，并将相应的内存及时释放。数据可以存放到SQLite数据库。当UITableView需要展示数据的时候，从相应的存储取出一条显示一条，这样可以一定程度的节约内存。另一方面，将这些数据进行存储，当用户需要再次读取这些数据时，就可以直接从存储读取，不必再次从服务器加载，有助于节省开销。

2.2 用户体验的优化

首先，分批次和多线程加载数据。当从服务器加载大批量数据到UITableView显示的时候，由于数据量大，如果一次性地从服务器加载所有数据，在网络状况不好的情况下，这一过程会耗费很长时间。此时，可以使用分批次加载，一次加载10条或者20条数据进行存储显示，然后再进行下次的加载。

在分批次加载数据时，使用多线程［4］。如果使用单线程，系统在执行加载数据请求时，对于其它请求而言，主线程处于阻塞状态，数据加载完成后，主线程才会执行其它请求，这导致用户在数据加载过程中处于等待状态，用户体验较差。开启多线程能够很好地解决这个问题。当进行查看下个批次数据操作的时候，开启一个新的线程去加载数据，加载结束后回到主线程调用［UITableView reloadData］对视图进行更新显示。在这种情况下，主线程没有阻塞，系统可以响应用户的其它请求，这是非常友好的。需要注意的是，此时更新视图的操作需要放到主线程进行，否则程序会运行崩溃。

其次，由于每条数据的长度不一定相同，这使得对应的UITableViewCell高度也不一定相同。因此，需要对cell的高度进行动态实现。cell的高度在UITableView Delegate相应函数中进行设置［5］。动态高度要处理得当，否则会造成UITableView显示过程耗费时间过长，用户体验较差。

一般情况下，动态高度的计算方法有两种。第一种方法的代码如下:

－(CGFloat)tableView:(UITableView*)tableView heightForRowAtIndexPath:(NSIndexPath*)indexPath{

UITableViewCell*cell=［self tableView:tableView cellForRowAtIndexPath:indexPath］;

return cell.frame.size.height;

}

第二种方法是在heightForRowAtIndexPath函数中根据数据动态地计算各个cell的高度。

当加载大批量数据的时候，选用第二种方法。因为第一种方法执行时，系统重新调用了UITable-View Data Source的－(UITableViewCell*)tableView:(UITableView*)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath*)indexPath函数，这造成了该函数的多次调用，耗费时间。第二种方法是根据所要显示的数据直接计算出相应cell的高度，没有额外的开销。与第一种方法相比，在加载大数据的时候，第二种方法对性能影响较小。

同时，通过计算得到的高度要进行缓存处理。当调用［UITableView reloadData］对视图进行刷新显示时，系统会多次调用heightForRowAtIndexPath函数。如果高度进行了缓存处理，此时可以直接从缓存中读取，而不需要重新计算，这在加载大批量数据的时候，能够节约非常可观的时间，可以有效地提升系统性能和用户体验。

2.3 方案流程图

整个优化方案的流程图如图1所示。

图1 优化方案流程图

3 测试结果

使用Xcode自带的性能检测工具Instruments，可以非常直观地观察应用程序在运行时的内存使用情况［6］。整个测试过程中，应用程序使用视图UITableView从服务器加载320条数据进行显示。测试过程中其它部分都保持相同，唯一的区别是一种没有进行优化，另一种按照文中所给的优化方案流程进行了处理。最后测试结果显示，未进行优化时，内存使用情况如图2所示。按照优化方案进行处理后，内存使用情况如图3所示。

图2 优化前内存使用量

图3 优化后内存使用量

图3中，All Allocations是程序运行时所有分配的对象。Live Bytes表示当前存活对象在内存中所占用的字节数。Overall Bytes表示从程序开始运行，对象使用的总字节数，这里的对象包括已经销毁的和仍然存活的。程序所占用的内存为All Allocations类中，Live Bytes一栏所显示的数字。对比图2、3，可以清楚地看到，按照优化方案进行优化后，内存占用量减少。同时，按照优化方案处理后，用户等待时间减少，显示速度加快，用户体验得到提升。

4 结束语

本文针对iOS开发过程中，使用视图UITableView加载大批量数据时出现的内存占用量过大和用户体验差问题，分别从数据的加载、存储、展示3个方面出发，介绍了相应的优化方法。方法经过实际项目的测试，成功使应用程序在系统性能和用户体验方面得到了提升。在实际开发过程中，系统性能和用户体验的提升是没有止境的，这需要开发者根据实际情况进行相应的优化，从而开发出性能更加优良的应用程序。

［1］刘乐廷，李敬兆.IOS内存开发管理机制的研究［J］.计算机与现代化，2013，29(3):196－199.

［2］李慧慧.3G时代手机传播的特性及模式分析［D］.北京:北京邮电大学，2012:11－13.

［3］Dave Mark，Jeff LaMarche.漆振，解巧云，孙文磊，等译.iPhone开发基础教程［M］.北京:人民邮电出版社，2009:50.

［4］XMobileApp.iPhone创意开发入门与实战［M］.北京:人民邮电出版社，2010:395.

［5］Erica Sadun.漆振，解巧云，郎亚妹，等译.iPhone开发秘籍［M］.北京:人民邮电出版社，2009:156.

［6］刘铭，朱舸，王佳.iPhone程序开发基础教程［M］.北京:电子工业出版社，2011:11.