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iOS 底层原理39:Instruments系列(一)Instruments介绍

简介: iOS 底层原理39:Instruments系列(一)Instruments介绍
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前言


通常程序运行时常见的错误大致分为两类


  • 用户使用引起的外部错误,例如缺少参数、参数错误等
  • 程序运行时产生的内部错误,例如内存溢出、空指针、以0做除数等


针对第一种外部错误,一般是不可控的,因为用户的行为是随机的,所以一般只能采取相应的预防措施,尽最大程度去避免这类问题


针对第二种内部错误,可以通过一些工具及时的找出问题并修正。这里就不得不提及Xcode自带的检测调试工具Instruments了。


介绍


Instruments是一个非常灵活、且强大的工具,可以进行性能分析、动态追踪、代码分析等,让我们对程序的内部运行更加了解。主要可以做以下事情:


  • 用于动态调追踪和分析OS X和iOS的代码的性能分析和测试工具
  • 支持多线程调试
  • 支持录制和回放图形界面的操作过程
  • 追踪代码中的问题(甚至是难以复现的)
  • 分析程序的性能
  • 实现程序的自动化测试
  • 部分实现程序的压力测试
  • 执行系统级别的通用问题最终调试


打开方式有以下三种:


  • 快捷键:CMD + I(对应小写的i)
  • Xcode -> Open Developer Tool -> Instruments
  • 项目 -> Product -> Profile


Instruments具体的界面如下所示

image.png

  • Blank:创建一个空的模板,可以自定义添加各种工具
  • Activity Monitor:跟踪整个系统的活动,包括 CPU、内存、网络和磁盘。默认情况下,活动监视器模板不会在时间线窗格中显示网络或磁盘活动
  • Allocations:使用Allocations和VM Tracker工具来测量应用程序中的常规和虚拟内存使用情况
  • Animation Hitches:用于检测滚动和动画问题,以帮助您可视化和研究应用程序的图形管道。通俗来讲就是检测界面流畅度,是否有卡顿情况
  • App Launch:使用 5 秒时间配置文件和线程状态跟踪调整应用程序启动性能
  • Core Data:可以检测应用程序中数据的存储交互,例如数据提取、缓存缺失和存储等
  • CPU Counters:收集使用时间或基于事件的抽样方法的性能监控计数器(PMC)事件,使用 Counters 工具来跟踪 PMC 事件。
  • CPU Profiler:用于分析 CPU 工作负载的基于周期的分析器,使用硬件性能监控中断(PMI)来提供更稳定的测量,无论代码是在性能 CPU 还是效率 CPU 上运行
  • File Activity:用于检查系统文件的使用情况,可以检查文件的打开、关闭、读和写操作,同时也可以检测文件系统本身的改变,包括权限和所有权发生的改变。
  • Game Performance:用于检测游戏性能和帧率
  • Leaks:用来检测内存的泄漏
  • Logging:来自统一日志系统的日志和路标的可视化。用于导入日志存档文件的默认模板
  • Metal System Trace:是apple 2014年在ios平台上推出的高效底层的3D图形API,它通过减少驱动层的API调用CPU的消耗提高渲染效率。
  • Network:使用连接工具来分析iOS应用程序的TCP/IP和UDP/IP连接
  • SceneKit:检测的app是使用了screenKit。用于确定每一帧的工作类型,例如动画、物理、场景剔除和渲染。
  • SwiftUI:SwiftUI分析工具,用于跟踪视图类型的 .body 调用、动态视图属性随时间的更新以及识别慢帧
  • System Trace:操作系统中事件发生的全视图。了解线程是如何跨 CPU 调度的,并了解系统调用和虚拟内存故障如何影响应用程序的性能
  • Time Profiler:使用时间分析器工具对系统CPU上运行的进程执行低开销、基于时间的采样。随着时间的推移,多核和线程的使用效率越高,应用程序的性能就越好。时间分析器工具中的CPU和线程策略显示了应用程序对内核和线程的利用程度。
  • Zombies:使用分配工具来测量应用程序中的一般内存使用情况,重点是检测过度释放的“zombie”对象,即在释放后调用的对象,这些对象不再存在。


其中常用的是以下几种,后续会分别介绍如何使用及自定义


  • Allocation
  • Animation Hitches
  • App Launch
  • Leaks
  • Network
  • Time Profiler:
  • Zombies


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