AnyView 对 SwiftUI 性能的影响

前言

AnyView 是一种类型擦除的视图，对于 SwiftUI 容器中包含的异构视图非常方便。在这些情况下，你不需要指定视图层次结构中所有视图的具体类型。通过这种方式，你可以避免使用泛型，从而简化你的代码。

然而，这可能会带来性能损失。如果是 AnyView（基本上是一个包装类型），SwiftUI 将很难确定视图的身份和结构，并且它将重新绘制整个视图，这并不是真正高效的。你可以在这个出色的 WWDC 演讲中找到有关 SwiftUI 差异机制的更多细节。

Apple 也多次提到，我们应该避免在 ForEach 中使用 AnyView，称其可能会导致性能问题。一个可能发生的情况是无尽的不同视图列表，呈现不同类型的数据（例如聊天、活动动态等）。在本文中，我将使用 Stream 的 SwiftUI 聊天 SDK 进行一些测量，使用其默认的基于泛型的实现，并将其与使用 AnyView 的修改后的实现进行比较。

测试设置

关于测试设置的几点说明：

• 所有测试和测量都在 iPhone 11 Pro Max 上进行。
• 为保持一致性，在所有测试中都使用相同的数据集和用户。
• 测试会执行多次。
• 正在测试的列表具有不同类型的数据（例如图像、视频、GIF、文本等）。
• 在测试不同实现时执行相同的操作（例如，在内容上滚动三次）。
• 数据以每页 25 个项目的形式获取。
• 我们将使用动画卡顿仪器配置文件以及这个开源 FPS 计数器。

动画卡顿

苹果建议使用动画卡顿作为衡量应用性能的指标。卡顿基本上是指在屏幕上显示的帧比预期晚的帧。卡顿时间越长，出现的故障和挂起就越明显，从而造成用户体验不佳。例如，如果你有 100 毫秒的卡顿，这意味着此帧显示晚于预期的 100 毫秒，从而使用户可以看到挂起。卡顿可以出现在提交阶段或渲染阶段。

为了提高我们应用的性能，我们需要将这些动画卡顿降到最低（或者更好地摆脱它们）。

我还将展示与 FPS（每秒帧数）的比较，因为它通常是开发人员更熟悉的度量标准之一。当使用 FPS 作为度量标准时，重要的是指定最大帧速率（在这种情况下为 60），并在应用程序没有活动时丢弃值。

浏览数据

首先，让我们看看在浏览内容时不同的实现会表现如何。在这个测试中，我们将通过整个消息列表三次滚动。

没有 AnyView

下面是没有泛型实现的动画卡顿记录。

如你所见，有几个动画卡顿，其中 2 个是橙色的，这意味着卡顿持续时间超过了可接受的延迟时间 33 毫秒。因此，在这 2 种情况下，将会丢失一帧。这 2 个卡顿发生在加载新消息并将其附加到消息列表时。在加载消息时进行任何后续滚动，不会影响性能。

在此测试期间，FPS 值的平均值约为每秒 59 帧。滚动是流畅且响应迅速的。

有 AnyView

接下来，让我们做同样的测试，同时使用 AnyView 包装器。以下是动画卡顿仪器配置文件中的结果。

你可以在此示例中看到一些更多的橙色。有更多的动画卡顿超过了可接受的延迟时间 33 毫秒。这导致在执行测试时在仪器和视觉上都出现一些可见的卡顿。

此外，当你再次浏览列表时，性能不会改善（甚至变得更糟）。这是有道理的，因为 SwiftUI 不知道它已经显示过此视图一次（因为它隐藏在 AnyView 下）。因此，它会再次绘制它，同时还可能缓存（但不使用）该视图的旧版本。

此测试中的平均 FPS 约为每秒 55 帧，你可能会注意到在滚动时出现一些可见的故障，尽管情况并不那么糟糕。

在浏览数据时修改

我们可以进行的另一个测试是性能测试 - 向列表发送大量内容并强制更新视图（例如，响应消息），同时我们也浏览数据。这将在较短的时间间隔内触发视图的多次重绘。

没有 AnyView

在没有 AnyView 包装器的情况下进行测试产生了与常规滚动测试相似的结果（58-59 FPS）。这也是预期的，因为 SwiftUI 知道视图的标识和结构。当需要更新视图时，仅对其进行更改（例如，向视图添加另一个反应）。

有 AnyView

当我们在这种情况下使用 AnyView 时，事情就变得有趣了 - 在短时间内对屏幕上的视图进行频繁更新。

在此场景中，有几个可见的卡顿和挂起，当我们频繁响应消息时，FPS 降至 50 以下。由于在几秒钟内强制重绘视图多次，帧丢失在这里更加明显。由于 SwiftUI 不知道这个视图是什么，我假设它每次都会从头开始重绘。其中一些视图相当昂贵（例如 GIF），因此重新绘制可能是一项相当昂贵的操作。

通过使用 AnyView，效果类似于将 id 修饰符的值设置为 UUID() - 这将在发生更改时始终更新视图项目。

分析结果

测试/实现	没有 AnyView（FPS）	有 AnyView（FPS）	性能退化
浏览数据	59	55	10%
在浏览数据时修改	59	50	16.5%

这些数字相当依赖于设置，因此不应该被视为铁板钉钉的结果，而只是一个指示。

仅浏览数据时，如果你将视图包装在 AnyView 中，则会比不包装时慢大约 10%。如果你在浏览数据时更改数据，则此差异将增加到约 17%，而且这些故障在这里更加明显。

为了更好地理解结果，我们需要深入了解 SwiftUI 的工作原理。在这个关于 SwiftUI 性能的 WWDC 会话中，来自 SwiftUI 团队的 Raj 讨论了列表或表需要提前知道所有标识符。只有在内容解析为恒定数量的行时，才能高效地收集它们而无需访问所有内容。如果使用条件检查或 AnyView，将无法确定行数，并且必须提前创建所有视图，这会影响性能。

因此，请尽量避免这样的代码：

ForEach(someData) { someElement in
  if someCondition {
    SomeView(data: someElement)
  }
}

以及像这样的代码：

ForEach(someData) { someElement in
    AnyView(SomeView(data: someElement))
}

最后一段代码类似于我们使用 AnyView 进行测试的方式。这意味着，当列表发生更改时，我们实际上重新创建了整个列表。这也解释了为什么 AnyView 实现随着时间的推移变慢 - 每次重绘时都需要从头开始创建更多内容。

总结

总而言之，在这些情景中（包含异构视图的可滚动列表），最好为容器中的不同视图使用具体类型。这可能听起来更复杂一些，但实际上你可以使其更简单，而不必过多地处理泛型。

然而，这并不意味着使用 AnyView 总是会以这种方式影响性能。例如，如果你有一个菜单，作为几个异构元素的列表，在点击时显示不同的导航目标，并且决定将这些视图包装为 AnyView，我的测量结果表明与使用其他方法相比，性能没有区别。

在这篇文章中，使用 AnyView 与使用 if-else 语句的不同类型的测试显示出没有显着差异。使用 if-else 导致视图标识丢失，就像 AnyView 一样，因此在这里没有性能差异是可以预期的。

这也取决于实现的方式 - 你的数据模型，将状态传递到哪里，哪些更新可能会导致视图重绘等等。