iOS 開發(fā)技術(shù)棧與進階

最近有一些開發(fā)朋友問我應該怎樣提升自己的能力，回想起來做了這么久 iOS 開發(fā)，我也有過那種“讓我做一個功能實現(xiàn)個需求我會做，但接下來怎樣提高我不知道。”的時期，這里嘗試列一下 iOS 開發(fā)的相關(guān)技術(shù)，再說說在學習進階上我的一些想法。

iOS 技術(shù)棧

這里按我的理解給 iOS 相關(guān)技術(shù)分個類，以工程實現(xiàn)的角度，分成了基礎、需求、效率、質(zhì)量四個類別?；A指程序開發(fā)和 iOS 開發(fā)的基礎知識和技能，需求就是產(chǎn)品的需求，有了基礎技能，實現(xiàn)了產(chǎn)品需求后，剩下的事情就都是為了提高項目質(zhì)量和提升開發(fā)效率。

大致的思維導圖：

基礎

基礎包括語言、框架、內(nèi)存、網(wǎng)絡、存儲、渲染、線程。

語言目前 iOS 開發(fā)就是 OC 和 Swift，國內(nèi)仍以 OC 為主，對于 OC 除了語法外，最好了解它的對象模型，動態(tài)機制等特性。Swift 方面若要在團隊里使用，目前還是風險大收益小的，但個人最好保持對它的關(guān)注。

框架就是 Foundation / UIKit 以及蘋果系統(tǒng)封裝好的各種框架，F(xiàn)oundation 和 UIKit 每個做 iOS 開發(fā)的人都熟知這套，iOS 功能越來越多，蘋果提供的框架也越來越多，像 StoreKit / MessageUI / AVFoundation 等可以在使用到再去了解。

接著是客戶端里最常見流程里的四個關(guān)鍵部分：從網(wǎng)絡拉取數(shù)據(jù)，存儲到本地文件系統(tǒng)，再從本地取出來放進內(nèi)存，最后渲染出來。而這里所有的處理都在操作系統(tǒng)的進程和線程中執(zhí)行。

網(wǎng)絡方面若要深入的話內(nèi)容很多，客戶端一般只需要關(guān)心 http / https / dns 這幾個協(xié)議，了解 https 的原理，處理運營商劫持 dns 劫持等情況，另外需要處理好各種異常情況做好重試機制，iOS 作為移動端網(wǎng)絡不穩(wěn)定，要看情況優(yōu)化弱網(wǎng)絡下的連接，做好離線機制，以及注意避免耗費太多流量。還有客戶端跟后臺的通信協(xié)議，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般用 json 或 protobuf，由于客戶端本地會保存一部分內(nèi)容，很多 APP 都會需要做數(shù)據(jù)的增量更新。

存儲方面主要是 sqlite，sqlite 作為存儲引擎是大多數(shù) APP 的核心，也是性能優(yōu)化的關(guān)鍵點，最基本的需要知道主鍵索引事務等數(shù)據(jù)庫基本概念，再深入需要了解具體的存儲機制/索引的實現(xiàn)/sqlite的七層結(jié)構(gòu)等，才能在遇到問題時找到最佳的解決方案?？蛻舳松?nosql 用得較少，除了 sqlite 一般就剩單文件存儲，XML存文件或?qū)ο笮蛄谢啥M制存儲，也是常用的存儲方式，近期有 realm 這種新型數(shù)據(jù)庫，也值得了解一下。

內(nèi)存方面，需要了解 OC 的引用計數(shù)、 ARC 機制、自動釋放池等相關(guān)點，最好其他語言的垃圾回收機制也有所了解，另外需要注意避免內(nèi)存泄露，管理好客戶端的緩存，避免緩存太多導致OOM，或緩存命中率太低性能低下。

渲染方面主要是文字和圖像，基礎上文字方面 UIKit 已封裝得很好，CoreText也提供了更自由的排版渲染方式，圖像渲染只需要注意解壓時機，再深入需要了解 iOS 具體的渲染機制，像圖層混合，渲染時機，離屏渲染等，才好做更多的優(yōu)化。

線程和進程方面，iOS 開發(fā)只在做 Extension 時才需要考慮到進程，一般只需處理好線程，需要了解主線程子線程，多線程并發(fā)鎖競爭，死鎖，GCD，Runloop 等知識點。

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需求

需求方面姑且概括為普通需求、特殊需求和運營需求。

普通需求就是上面提到的網(wǎng)絡拉數(shù)據(jù)->存儲->讀取->展示，大多數(shù) APP 主要都是在實現(xiàn)這類需求，熟悉上述的基礎知識后就能輕易實現(xiàn)。

特殊需求是指一些特定 APP 的需求，像瀏覽器內(nèi)核，文字排版引擎，音視頻和圖像處理引擎，圖標繪制引擎等，要求較高，都需要在相關(guān)領(lǐng)域里較深入的鉆研才能做好。

運營需求是 APP 上線后持續(xù)運營過程中的需求，包括功能動態(tài)化，可以隨時增刪改線上的功能，一般這塊由內(nèi)嵌 web 承擔。配置系統(tǒng)也算動態(tài)化的一種，可以通過各種開關(guān)控制展現(xiàn)的功能。統(tǒng)計系統(tǒng)記錄 APP 各項運營數(shù)據(jù)，包括用戶增長情況，留存率，功能使用情況等。事件流可以清楚看到用戶在 APP 里的使用流程。有些 APP 還會開發(fā)推薦系統(tǒng)，根據(jù)收集來的數(shù)據(jù)給不同用戶推送不同內(nèi)容，提高用戶轉(zhuǎn)化率等。

質(zhì)量

越大的 APP 會花越多的精力在保證和提高 APP 質(zhì)量上，包括性能優(yōu)化，搭建監(jiān)控體系，提升代碼質(zhì)量，保證安全，以及通過測試保證質(zhì)量。

性能優(yōu)化范圍很大，在網(wǎng)絡/存儲/內(nèi)存/渲染/算法各方面都有優(yōu)化的可能，一般性能上的優(yōu)化可以分成三步走，一是檢測各方面的數(shù)據(jù)，量化運行性能，二是從中找到性能瓶頸，三是找辦法優(yōu)化，用第一步的數(shù)據(jù)驗證優(yōu)化效果。

監(jiān)控體系在面向大眾用戶的產(chǎn)品里無論是前端后端一直都是非常重要的，你需要時刻知道用戶在使用你的產(chǎn)品過程中有沒有發(fā)生什么問題，讓你的 APP 處于可知可控狀態(tài)，客戶端最常見的監(jiān)控點是 crash，這個無需多說，另外一般對于 APP 里的錯誤碼，包括本地錯誤、網(wǎng)絡錯誤等都需要監(jiān)控起來，這樣在出現(xiàn)異常時才能即時得知進行處理。其他通用的監(jiān)控包括卡頓監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫監(jiān)控、流量消耗監(jiān)控、內(nèi)存消耗監(jiān)控、各種耗時監(jiān)控等等，還有各類業(yè)務相關(guān)的監(jiān)控，越大的 APP 監(jiān)控的項目就越多越細致，目的都是及時發(fā)現(xiàn)問題，以及衡量 APP 的質(zhì)量。除了監(jiān)控問題外，這里還需要做好出錯時的補救措施，可以通過預埋功能開關(guān)配置或接入熱修復的庫去做。

安全方面，客戶端上安全的分量相對于服務端是少很多，尤其是在 iOS 系統(tǒng)沙盒機制的保護下，本身已經(jīng)比較安全，最需要注意的是網(wǎng)絡傳輸?shù)陌踩?，避免網(wǎng)絡傳輸內(nèi)容被篡改，或泄露了用戶名密碼等敏感信息。對于代碼里有機密信息的可以考慮混淆代碼對 APP 進行加固，減少被破解的概率。

代碼質(zhì)量主要存在于團隊協(xié)作上，一般團隊都會定義代碼規(guī)范，讓大家的代碼風格趨于一致，有些會開發(fā)代碼規(guī)范檢測工具，確保提交的代碼遵循代碼規(guī)范。另外很多團隊都會實行 code review 機制，互相查看代碼，減少臟亂差代碼出現(xiàn)的概率，具體 review 機制各有不同。

測試是一個專業(yè)，國內(nèi)終端產(chǎn)品因為迭代快，常見的是黑盒測試，雖然不能保證無問題，但成本低效率高，部分穩(wěn)定的核心功能會做單元測試，也有一些團隊所有業(yè)務功能都做自動化測試的。

效率

客戶端的架構(gòu)可以說都是為了提高開發(fā)協(xié)作效率，因為功能可以用很多種方法實現(xiàn)，可以不需要什么架構(gòu)，無論是大型還是小型 APP 都可以按一套來實現(xiàn)，只不過差的架構(gòu)在中大型 APP 上代碼會很混亂，導致在開發(fā)/協(xié)作/debug上效率會越來越低，好的架構(gòu)則會提升這里的效率。大多數(shù)架構(gòu)都是分層抽象和解耦，把功能獨立的組件抽離出來，業(yè)務模塊化，分層職責清晰，互相不耦合。只要分層抽象和解耦做得足夠好，無論多大的 APP 都是很多小模塊的拼接，就可以降低復雜度，提高開發(fā)效率。但有時解耦會帶來通信的麻煩，抽象也有粒度大小的問題，這些都需要根據(jù)具體情況權(quán)衡。業(yè)界有各種各樣的架構(gòu)模式可供參考，像 MVC / MVVM / MVP / VIPER 等。除了解耦和抽象，還有一些改變編方式的架構(gòu)，像響應式編程，單向數(shù)據(jù)流等。

持續(xù)集成的意思是不斷把每個人做的東西（代碼/資源等）集成到一起輸出成品，進行自動化構(gòu)建，其中涉及代碼管理（git / svn），編譯流程，證書和簽名機制，自動化測試，打包發(fā)布等。其中還會有一些自定義的自動化流程，例如自動生成代碼，根據(jù) debug / release 包類型自動更改配置等，重復做的事都應該自動化，以提高開發(fā)效率。

業(yè)界為了提升開發(fā)效率，跨平臺開發(fā)一直是大家孜孜不倦追求的目標。終端上跨平臺愿望是只開發(fā)一次，就能完美運行在 Android 和 iOS 上，業(yè)界有很多嘗試，這篇文章總結(jié)得比較全，總的來說目前最好的跨平臺方案就是 web (H5)，代價是性能略低。

進階

列完 iOS 開發(fā)的相關(guān)知識點，接下來說說怎樣學習提高。

如果自學能力強的話，不需要多說，上述每個點網(wǎng)上都有大量資料，像內(nèi)存網(wǎng)絡存儲這些計算機基礎知識也有經(jīng)典的書籍，一個個啃下去就行了，只要理解得足夠深入，就已經(jīng)可以成為領(lǐng)域里的專家，并很容易觸類旁通。

但這種學習方法會比較枯燥，也難以實踐，個人還是比較推薦在實踐中學習，具體來說就是在平時開發(fā)過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題 -> 解決問題。

發(fā)現(xiàn)問題

首先你最好處在一個有很多工程上的問題急需解決的環(huán)境里，這樣發(fā)現(xiàn)問題就很容易，最好的是處于這幾類項目里：

1. 處于高速發(fā)展期的項目。增長會帶來很多問題，一切又未成熟，解決這些問題是非常自然又有價值的。
2. 龐大的項目，超級APP會帶來很多中小型APP沒有遇到過的問題，又因為體量大，就算只有千分之一的人遇到也會影響幾十萬人，很有解決的價值，會有很多細致的問題。
3. 像上面提到的有“特殊需求”一類的項目，需要在一個領(lǐng)域里深入研究，也會自然碰到很多問題。

如果恰巧沒有在這三種類型的項目里，也沒關(guān)系，只要是健康發(fā)展的項目，總會存在問題和優(yōu)化空間，只是要培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題的意識，很多時候問題就在那里，但沒人發(fā)現(xiàn)它，沒人覺得它可以/應該解決?？梢园瓷鲜隽械狞c，在相關(guān)點上多問自己能不能提高效率和質(zhì)量，例如能不能提高前后臺聯(lián)調(diào)效率，重復寫的代碼能不能自動生成，啟動耗時能不能短一點，線上問題發(fā)現(xiàn)和排查的效率能不能提高等等。各種問題會涵蓋上述提到的所有知識點。

如果不幸你的項目沒有健康發(fā)展，實在沒碰到什么問題或者問題不值得解決，或者你還沒畢業(yè)，那這里還有一個萬能問題可供參考：那些知名的開源項目具體是怎樣實現(xiàn)的？剖析開源項目源碼可以學到很多東西，各種各樣的開源項目也覆蓋了很多知識面，只要深入去研究它們，學習它的架構(gòu)和編碼，不懂的地方再去補齊知識，也是個很好的學習方式，如果學習后能輸出文章效果會更好，相當于動手實踐了。

解決問題

不同的解決問題的方式差別很大，有一些常見的套路可供參考：

1. 業(yè)界是怎樣解決這個問題的？他們的方案有什么不足？我怎樣可以做得更好？
業(yè)界有各種各樣的開源庫和技術(shù)分享，只要問題不是太偏門，大多會有人已經(jīng)提出解決方案，多對比和研究這些已有的方案，看它們是否能滿足需求，找出它們的優(yōu)點和不足，看看能不能做得比它們更好或更適合解決碰到的問題。

2.解決方案能否通用化，封裝成開源庫供其他項目使用？
開源項目都是這樣來的，如果遇到一個別人沒解決好的問題，別錯過封裝成開源庫造福社會。

3.有沒有辦法防止以后出現(xiàn)類似的問題？
有些問題可能會反復出現(xiàn)，能不能防止，或者能不能在出現(xiàn)問題的時候能及時發(fā)現(xiàn)和修復，這可能涉及到開發(fā)流程、自動化和監(jiān)控體系等方面的完善。

4.總結(jié)沉淀
能不能總結(jié)出解決這類問題的方法論（套路）？最好能輸出文章或分享，寫的過程是很好的學習過程，因為要把原本模糊的想法都清晰地表達出來，迫使自己去整理思路。

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總結(jié)

這里按我的理解列了 iOS 相關(guān)技術(shù)點，以及在實踐中提升能力的一點小建議，可能無法各方面都覆蓋到，只是作為一個參考。另外這里只局限在 iOS 開發(fā)上，實際上作為程序員不應該限制自己學習的范圍，有時間多去了解后端/前端/運維也會很有利于自身開發(fā)能力的提高。