[性能优化]DateFormatter轻度优化探索

为什么写这篇文章

1.之前在一些性能优化的文章《性能优化之NSDateFormatter》中，看到有提到“创建DateFormatter开销会比较大”，也有的文章《(多帖总结) iOS性能优化技巧》里面说是“设置日期格式”这个方法较为耗时，但实际上测试发现是“生成字符串”这个方法较为耗时，所以我觉得可以纠正一些这些说法

let formatter = DateFormatter()//创建DateFormatter实例对象
formatter.dateFormat = "yyyy年MM月dd日"//设置日期格式
string = formatter.string(from: date)//生成字符串

2.很多同学可能只是跟我之前一样，只是知道这个方法比较耗时，但是对于进行缓存优化后的效果对比并不清楚，所以自己写了一个小Demo，对优化前后进行一些性能测试，方便大家参考，也方便大家在项目中使用。

运行时间对比

class ViewController: UIViewController {
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        testInOldWay(1)
        testInNewWay(1)
        
        testInOldWay(10)
        testInNewWay(10)
        
        testInOldWay(100)
        testInNewWay(100)
        
        testInOldWay(1000)
        testInNewWay(1000)
        
        testInOldWay(10000)
        testInNewWay(10000)
        
        testInOldWay(100000)
        testInNewWay(100000)
        
        testInOldWay(1000000)
        testInNewWay(1000000)
    }
    //不进行缓存
    func testInOldWay(_ times: Int) {
        var string = ""
        let date = Date.init()
        let startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
        for _ in 0..<times {
            let formatter = DateFormatter()
            formatter.dateFormat = "yyyy年MM月dd日"
            string = formatter.string(from: date)
        }
        let duration = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime) * 1000.0;
        print("使用oldWay计算\n\(times)次，总耗时\n\(duration) ms\n")
    }
    //进行缓存
    func testInNewWay(_ times: Int) {
        var string = ""
        let date = Date.init()
        let startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
        for _ in 0..<times {
            string = DateFormatterCache.shared.dateFormatterOne.string(from: date)
        }
        let duration = (CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime) * 1000.0;
        print("使用newWay计算\n\(times)次，总耗时\n\(duration) ms\n")
    }
}


//创建单例进行缓存
class DateFormatterCache {
    //使用方法
    //let timeStr = DateFormatterCache.shared.dateFormatterOne.string(from: publishTime)
    static let shared = DateFormatterCache.init()
    
    lazy var dateFormatterOne: DateFormatter = {
        let formatter = DateFormatter()
        formatter.dateFormat = "yyyy年MM月dd日"
        return formatter
    }()
    lazy var dateFormatterTwo: DateFormatter = {
        let formatter = DateFormatter()
        formatter.dateStyle = .full
        formatter.dateFormat = "EEE, dd MMM yyyy HH:mm:ss z"
        formatter.locale = Locale.init(identifier: "en_US")
        return formatter
    }()
}

日志输出

使用oldWay计算
1次，总耗时
7.187008857727051 ms

使用newWay计算
1次，总耗时
0.1609325408935547 ms

使用oldWay计算
10次，总耗时
0.552058219909668 ms

使用newWay计算
10次，总耗时
0.05888938903808594 ms

使用oldWay计算
100次，总耗时
4.320979118347168 ms

使用newWay计算
100次，总耗时
0.6080865859985352 ms

使用oldWay计算
1000次，总耗时
47.60599136352539 ms

使用newWay计算
1000次，总耗时
5.526900291442871 ms

使用oldWay计算
10000次，总耗时
427.8249740600586 ms

使用newWay计算
10000次，总耗时
45.81403732299805 ms

使用oldWay计算
100000次，总耗时
4123.620986938477 ms

使用newWay计算
100000次，总耗时
459.98501777648926 ms

使用oldWay计算
1000000次，总耗时
40522.77398109436 ms

使用newWay计算
1000000次，总耗时
4625.54395198822 ms

执行时间统计：

在测试中，我们发现执行一次formatter的创建和设置日期格式需要7.187008857727051 ms，执行10次却只需要0.552058219909668 ms，这是因为第一次执行let formatter = DateFormatter()这行代码时可能会涉及到DateFormatter类相关的一些初始资源的初始化，而后续执行十次时已经不包含这一过程所需要的耗时，所以看上去执行一次的时间反而长一些，我们在计算性能比较时可以通过增加执行次数，来忽略这些因素的影响，当我们执行1000000次时，不进行缓存使用oldWay计算需要40522.77398109436 ms，而一次初始化的开销最大为第一次的执行的耗时7.187008857727051 ms，

7.18/40522.77 = 0.0177%

时间占比为0.0177，这些因素的影响已经降低为万分之一了，所以我们可以将执行1000000次时，不使用缓存和使用缓存的执行一次所需平均时间方法耗时

不使用缓存(oldWay,每次创建DateFormatter对象并且设置格式)
执行一次耗时：40.52 us
使用缓存(oldWay,每次创建DateFormatter对象并且设置格式)
执行一次耗时：4.625 us

使用缓存的方案的执行时间大概是不使用缓存的方案的时间的11.4%

究竟是创建DateFormatter对象耗时还是设置日期格式耗时呢？

func testPartInOldWay(_ times: Int) {
        var string = ""
        let date = Date.init()
        var startTime1: CFAbsoluteTime = 0;
        var startTime2: CFAbsoluteTime = 0;
        var startTime3: CFAbsoluteTime = 0;
        var startTime4: CFAbsoluteTime = 0;

        var duration1: CFAbsoluteTime = 0;
        var duration2: CFAbsoluteTime = 0;
        var duration3: CFAbsoluteTime = 0;

        for i in 0..<times {
            startTime1 = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
            let formatter = DateFormatter()
            startTime2 = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
            formatter.dateFormat = "yyyy年MM月dd日"
            startTime3 = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
            string = formatter.string(from: date)
            startTime4 = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
            
            duration1 += (startTime2 - startTime1) * 1000.0;
            duration2 += (startTime3 - startTime2) * 1000.0;
            duration3 += (startTime4 - startTime3) * 1000.0;
        }
        print("创建DateFormatter对象耗时=\(duration1)ms\n设置日期格式耗时=\(duration2)ms\n生成字符串耗时=\(duration3)ms\n\n")
    }

输出结果：

执行1次
创建DateFormatter对象耗时=0.030994415283203125ms
设置日期格式耗时=0.3859996795654297ms
生成字符串耗时=1.6570091247558594ms

执行10次
创建DateFormatter对象耗时=0.019073486328125ms
设置日期格式耗时=0.012159347534179688ms
生成字符串耗时=0.5759000778198242ms

执行100次
创建DateFormatter对象耗时=0.0768899917602539ms
设置日期格式耗时=0.06973743438720703ms
生成字符串耗时=4.322528839111328ms

执行1000次
创建DateFormatter对象耗时=0.7123947143554688ms
设置日期格式耗时=0.702977180480957ms
生成字符串耗时=41.77117347717285ms

执行10000次
创建DateFormatter对象耗时=6.549596786499023ms
设置日期格式耗时=5.913138389587402ms
生成字符串耗时=370.6216812133789ms

执行100000次
创建DateFormatter对象耗时=65.13833999633789ms
设置日期格式耗时=59.78119373321533ms
生成字符串耗时=3586.0002040863037ms

执行1000000次
创建DateFormatter对象耗时=661.7592573165894ms
设置日期格式耗时=575.5696296691895ms
生成字符串耗时=35309.07988548279ms

可以从输出结果中发现是string = formatter.string(from: date)这行代码耗费时间最多，所以主要耗时并不在于执行DateFormatter.init()和formatter.dateFormat = "yyyy年MM月dd日"，在对我们项目使用Instrument进行分析时，测试结果也证明了这一点

测试环境：iPhone 7

测试系统：iOS 12.1(16B92)

app启动后的60s内，快速滑动feed流页面，在这一过程中，主线程的执行时间大概是10.59s，我们项目中日期处理主要在func detailString(date: Date) -> String这个方法中进行，这个方法的运行时间为730ms，而其中 timeStr = formatter.string(from: date)这行代码的运行时间为628ms，所以也说明了生成日期字符串的方法耗时较多。

在项目中的实际提升

测试环境：iPhone 7

测试系统：iOS 12.1(16B92)

测试时间：app启动后的60s

测试步骤：使用Instruments的Time Profiler启动app，在启动后的60s内，快速滑动列表页。

没有对DateFormatter进行缓存时：

在我们项目中，detailString方法每次调用时会创建DateFormatter，生成日期字符串

let formatter = DateFormatter()
formatter.dateFormat = "MM月dd日"
timeStr = formatter.string(from: date)

测试结果：

app启动后的60s内，主线程执行时间10.59s，detailString的执行730ms

对DateFormatter进行缓存后：

timeStr = DateFormatterCache.shared.dateFormatterOne.string(from: date)
    class DateFormatterCache {
        //使用方法
        //let timeStr = DateFormatterCache.shared.dateFormatterOne.string(from: publishTime)
        static let shared = DateFormatterCache.init()
        
        lazy var dateFormatterOne: DateFormatter = {
            let formatter = DateFormatter()
            formatter.dateFormat = "MM月dd日"
            return formatter
    }()

我们通过DateFormatterCache的单例对象shared来获取dateFormatterOne

测试结果：

app启动后的60s内，主线程执行时间10.58s，detailString的执行76ms

从执行时间上对比，缓存后，执行时间是之前的10.4%，对性能的提升还是比较大的

最后

因为系统内部的实现，我们看不到源码，我在私下针对DateFormatter的创建，设置日期格式，生成字符串三个步骤分别做过大量测试，但是也有可能是测试方法的局限性（是通过统计每个步骤调用时间来汇总的，没法通过调用一百万次方法来计算总时间来统计的），暂时来说无法分析出具体是哪一步骤是主要耗时的，但是在项目中，如果使用单例来对创建，设置日期格式这两个步骤来缓存，使用Instrument进行分析时确实可以将运行时间降为不缓存时的10%左右。

Demo在这里https://github.com/577528249/...

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