本文內容來自于學習《instrument user guide》

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一、啟動方式

1. xcode：Xcode > Open Developer Tool > Instruments

2. docker

3. build時執(zhí)行instrument

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二、使用步驟

1. 打開instruments，選擇target

2. 選擇跟蹤模板

3. 采集數據

4. 分析、檢查數據

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三、收集數據

1. target可以選擇系統(tǒng)所有進程或者單獨app

這里需要注意的是無線連接iOS設備的方法：

1）通過USB將iOS設備連接到PC；

2）按住Option鍵，點擊target -> 選擇iOS設備，enable wireless；

3）target -> 選擇iOS設備的無線版本；

4）斷開iOS和PC的USB連接；

注意設備關機后，數據收集會停止，需要重新連接后重新收集數據。

2. Dock中開啟instruments

該方法支持后臺收集、采樣數據，支持的instruments模板有：

1）System Time Profile.

2）Time Profile Specific Process.

3）Automatically Time Profile Spinning Applications.

4）Allow Tracing of Any Process (10 hours).

3. 使用iprofile收集數據

iprofiler是一個命令行工具，不需要打開instruments就可以監(jiān)控 app的性能，數據保存在.dtps文件中。數據收集結束之后可以導入到instruments模板中，圖形化展示。支持的模板有：1）Activity Monitor. 2）Allocations. 3）Counters. 4）Event Profiler. 5）Leaks. 6）System Trace. 7）Time Profiler.

iprofiler使用樣例:

1）使用time profiler和activity monitor instrument收集所有進程的數據，最終保存為allprocs.dtps.

iprofiler -timeprofiler -activitymonitor

2）使用Time Profiler instrument收集app數據，數據采集時間為8s，數據保存為/temp/YourApp_perf.dtps.

iprofiler -T 8s -d /temp -o YourApp_perf -timeprofiler -a YourApp

3）使用leaks和activity monitor采集PID=823進程的數據，采樣時間為2.5s，最終保存為YourApp_perf.dtps.

iprofiler -T 2500ms -o YourApp_perf -leaks -activitymonitor -a 823

4）使用Time Profiler 和 Allocations instruments采集app數據，采集時間為默認時間（默認時間為10s），數據保存為/tmp/allprocs.dtps.

iprofiler -d /tmp -timeprofiler -allocations -a YourApp.app

5）app的地址為/path/to，參量為arg1，使用Time Profiler 和System Trace instruments采集數據，采集時間為15s，但是只保存最后2s的數據，文件保存為YourApp_perf.dtps.

iprofiler -T 15 -I 1000ms -window 2s -o YourApp_perf -timeprofiler -systemtrace /path/to/Your.app arg1

4. 將instrument工具對數據采集的影響最小化

1）降低采樣間隔可以收集更多的數據，但是高采樣率也可能會導致一些問題：每個采樣都需要處理，高采樣率消耗處理時間；采樣間隔可能不一致； 采樣數據過多會消耗內存；采樣間隔的設置：打開Record Settings inspector

2）延遲模式：一般instruments都是在app執(zhí)行的時候收集并且分析、展示數據。延遲模式下運行instruments是指等數據收集結束之后再分析數據，這種方式可以提高性能數據的準確性。設置方法：

為整個instruments設置deferred mode：instruments -> preferences > 勾選“always use deferred mode”；

為某一個trace設置derferred mode：file -> record options -> 勾選“deferred mode”；

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四、檢查數據

1. 符號化

當跟蹤數據里面顯示的是地址而不是可讀性較強的符號，因此需要將地址轉換為符號。地址和 符號的映射保存在dSYM文件中。instruments工具一般會自動找到dSYM文件，然后將地址轉換為符號，如果instruments工具沒有成 功找到dSYM文件，可以手動設置：files -> symbols > 選擇需要符號化的可執(zhí)行文件或者framework > “select dSYM or containing folder” > 找到dSYM文件（dSYM文件默認會保存在build文件夾下）。

2. 跟蹤面板

1）在某一個時間點上添加標簽flag：edit -> add flag;

2）放大、縮小：放大：按住shift鍵，拖拽選擇要放大的數據；縮小：按住control鍵，拖拽選擇要縮小的數據；

3）查看特定時間段內的數據：選擇起點/終點 -> view -> set inspection range start/end

4）隔離觀察一段數據：按住option鍵，選擇一段數據，detail panel中顯示這段時間內的詳細信息。

3. 詳細信息面板

不同的instruments，詳細面板中顯示不同的信息。

1）extend detail inspector: view -> inspectors > show extend detail;

2）顯示代碼；

3）隱藏／顯示系統(tǒng)調用堆棧；

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五、保存、導出

1. 保存單個跟蹤文檔；

2. 保存instruments跟蹤模板；

3. 導出跟蹤數據，導出格式為CSV文件（注意：不是所有的instruments都支持導出為csv文件）；

4. 導入數據：使用命令行工具采樣數據之后，可以導入到instruments中進行查看；

5. 自定義的instruments可以導出為腳本，然后用dtrace命令行工具執(zhí)行該腳本。采樣數據之后，可以導入到instruments進行查看。

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六、定位內存問題

1. 使用activity monitor檢查內存使用情況

activity monitor跟蹤cpu、內存、網絡，可以跟蹤所有進程或者單個進程。它有一系列的系統(tǒng)統(tǒng)計信息可供選擇：Physical Memory Wired，Physical Memory Active，Physical Memory Inactive，Physical Memory Used，Physical Memory Free，Total VM Size，VM Page In Bytes，VM Page Out Bytes，VM Swap Used

2. 內存不合理運用

Abandoned Memory，也就是存在已分配內存的引用，但實際上程序中不會使用。檢測方法是重復進行一些操作heap不會持續(xù)增長。每次重復這些操作后，點擊mark Generations button，會設置一個flag，然后查看每個迭代的詳細數據。

3. 內存泄漏

內存泄露即內存被分配了，但程序中已經沒有指向該內存的指針，導致該內存無法被釋放。使用leak instruments檢測。倘若對象發(fā)生內存泄露，detail panel中會看到對象的retain release歷史記錄。倘若是非對象發(fā)生內存泄露，會看到malloc和free的調用歷史

4. Zombies

Zombie 問題即因程序員在代碼中引用了“Zombie 對象”而導致應用程序崩潰。所謂 Zombie 對象，即已經deallocated 的對象，這些對象的 retainCount 都已經為 0，通過正常的手段我們無法在 debug 中跟蹤和觀察它們。zombies instruments可以用來跟蹤這類問題。注意zombies instrumens使用debug模式，并且將環(huán)境變量NSZombieEnabled設為true。

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七、檢測I/O活動

1. 網絡使用

activity monitor instruments可以跟蹤網絡，網絡相關的統(tǒng)計信息有：1）Net Packets In；2）Net Bytes In；3）Net Packets Out；4）Net Bytes Out；5）Net Packets In Per Second；6）Net Packets Out Per Second；7）Net Bytes In Per Second；8）Net Bytes Out Per Second

2. 網絡連接

檢測iOS app如何使用TCP/IP 和 UDP/IP。與connections instruments一起使用，可以檢測app發(fā)送和接收的包數目。

八、圖像性能檢測

1. core animation graphics：用來檢測幀頻率

2. OpenGL activity

3. GPU Driver

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九、CPU使用

1. Performance Monitor Counters

2. 電量：Energy Diagnostics Trace Template

跟蹤電量、CPU、網絡、顯示亮度、睡眠/喚醒、藍牙、wifi、GPS。

可以全天開啟 Energy Diagnostics Log模式（在開發(fā)手機設備中，設置->開發(fā)者選項，該設置重啟設備后會消失）。注意如果設備電量低、關機了，log數據會丟失。數據收集結束后， 將log數據傳到PC上，使用energy diagnostics instruments分析該數據。

3. 線程使用Multicore Trace Template

分析多核性能，比如線程狀態(tài)、調度隊列、塊使用情況。Multicore Trace Template包含thread states和dispatch instruments。

4. Time Profiler Trace Template檢測內核使用情況

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十、UI automation

這一部分大家應該用的比較多，這里放一張UI元素的層次結構圖。