Windows 程式啟動效能優化

一、重定位

鏈結時重定位：

目標檔案一般由多個節組成，編譯器在編譯每個目標檔案時一般都是從0位址開始生成**。當多個**節合成乙個**段時，需要根據其在最終**段中的位置做出調整。同時，鏈結器需要對已經解析的符號分配執行時位址。這個過程就是重定位。

載入時重定位：

程式中可能呼叫了dll，由於exe是最先被載入的，所以一般都能載入到其想要的記憶體位址上；而dll的載入一般在exe之後，就需要對dll中的位址進行重定位了。

二、程式的啟動過程

win32程式啟動過程包括：

（1）作業系統把程式載入到記憶體，並建立相應的執行環境

（2）應用程式自身的初始化過程

備註：應用程式必須符合pe格式，主要包含：data（資料段）和 .text（**段）。資料和**載入到記憶體中後，（記憶體中，應用程式的**表現為一系列有序的指令集。）cpu從程式入口處按順序取出每一條指令並執行。

載入器：作業系統載入器的任務是，把磁碟中可執行程式的物理檔案讀入記憶體，並轉換成程式在記憶體中的表示。

三、編譯鏈結和啟動

（3）編譯器合成這些目標檔案成乙個庫檔案（.lib），同時解析可以找到的符號引用。（lib檔案的實質就是這些目標檔案集合

）（4）鏈結器把目標庫檔案和所有需要引用的靜態、動態庫進行鏈結，生成最終的可執行檔案。（首先需要把依賴的靜態庫合成到可執行檔案中，其次要保證依賴的動態庫檔案的符號都存在）可執行檔案的符號表只需要記錄匯入符號表。

啟動：不依賴dll的程式：

（1）作業系統建立程序並分配私有的程序空間；

（2）載入器把可執行檔案的資料段和**段對映到程序虛擬記憶體中；

（3）預取有限的**段進入實際記憶體，把cpu的ip指向程式入口點，即可開始執行

依賴dll的程式：

（1）同上，建立程序、對映虛擬記憶體；

（2）載入器讀取可執行檔案的匯入符號表，由此找到依賴的dll

（3）載入器對依賴的每個dll呼叫loadlibrary，loadlibrary負責處理的事情如下：

（a）載入器為該dll確定乙個合適的基位址（位址重定位）

（b）讀取匯入和匯出符號表，比較應用程式的匯入符號與dll的匯出符號是否匹配

（c）通過dll匯入符號表確定該dll所依賴的其他dll，同樣載入起來

（d）呼叫dll的初始化函式

（4）初始化應用程式的全域性變數

（5）進入應用程式入口點函式開始執行

四、影響啟動效能的因素：

（1）程式冷啟動的效能大部分取決於io操作消耗的時間；

（2） dll匯出過多符號，會引起載入器耗費過多的cpu事件和io來處理這個符號表；

（3）磁碟碎片問題：理想狀態下，順序讀取乙個檔案，不需要磁頭尋道操作。但作業系統的檔案系統，以塊為單位管理物理磁碟空間，當磁碟經過不斷的增刪改操作後，可能不再具有連續的儲存空間。導致乙個邏輯上連續的檔案，在磁碟上由很多不連續的碎片組成，導致執行io時需要過多的尋道時間。

五、優化啟動過程的方法：

（1）減少動態庫數量；

（2）減小動態庫的尺寸：可以通過編譯優化選項，清除冗餘**；

（3）優化可執行檔案和庫檔案的**布局：把庫檔案中的函式排的更緊密，從而達到減少io的目的；

步驟：獲得函式呼叫的順序檔案（.prf）；把這些prf傳給鏈結器，鏈結器會自動按照prf檔案把檔案在動態庫中的位置重新排序（可以嘗試一下）

（4）延遲初始化：可以把一些啟動初期不需要的初始化工作延遲到啟動後，增強啟動體驗；

延遲的時機：可以在程式空閒時進行處理，在訊息迴圈空閒時處理。

（5）多執行緒化啟動：具有以下特點，適合多執行緒化啟動

啟動時需要載入大量動態庫，引發大量io操作；同時這些動態庫初始化函式需要執行密集型操作，占用cpu時間。這時候可以將io等待時間和cpu執行時間交錯處理，縮短啟動時間。

備註：io的實現，是cpu發出命令後，由主機板dmp完成，完成後觸發中斷，然後cpu繼續處理，所以io占用的cpu時間很少。