這篇文章主要介紹使用Instruments的 Time Profiler 的使用

前言
1.很多公司都恨不得把a(bǔ)pp壓法周期壓縮到最低,這就導(dǎo)致了開發(fā)中隱藏了很多問題,有點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的工程師草率的優(yōu)化下,更糟的情況那些沒有經(jīng)驗(yàn)的工程師甚至不會(huì)對(duì)app進(jìn)行任何優(yōu)化.2.某種程度上來說,你開發(fā)過程中是可以忽略性能優(yōu)化的. 十年前,移動(dòng)設(shè)備的硬件資源是非常有限的.甚至連浮點(diǎn)數(shù)都是被禁止的.因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)能導(dǎo)致代碼變大計(jì)算的速度變慢.3.科技發(fā)展如此迅速的今天,硬件很大程度上可以彌補(bǔ)軟件的短板.現(xiàn)在的移動(dòng)設(shè)備3D硬件處理的效率甚至媲美于PC機(jī)了,但是你不能總依賴于硬件和處理器速度來掩飾你APP做的多垃圾吧.(如果安卓系統(tǒng)跑在Iphone上還能夠像iOS一樣順滑嗎?其實(shí)是一個(gè)道理的)4.性能這個(gè)概念很抽象,所以我們必須借助數(shù)據(jù)化圖形化的輸出方式.你可能花一周的時(shí)間去優(yōu)化一個(gè)有趣的算法,但是這算法只占總執(zhí)行時(shí)間的0.5%,不管你花多少精力去優(yōu)化它,沒人會(huì)注意到.相反一個(gè)for循環(huán)花費(fèi)了90%的時(shí)間,你稍微修改下就能提高10%的效率,就是這個(gè)簡單的修改可以得到大家很大的好感.因?yàn)?他們運(yùn)行app時(shí)的第一感受就是比之前快了很多.沒人會(huì)care你修改的是一個(gè)多牛逼的算法,還是一個(gè)簡單的for循環(huán).這個(gè)說明了什么？與其花費(fèi)時(shí)間在優(yōu)化小細(xì)節(jié)上不如多點(diǎn)時(shí)間找到你改優(yōu)化的地方.

正文
二、使用Instruments的 Time Profiler 工具（?pr??f??l? 脯肉fai樂 分析工具）
Time Profiler幫助我們分析代碼的執(zhí)行時(shí)間，找出導(dǎo)致程序變慢的原因，告訴我們“時(shí)間都去哪兒了？”。
Time Profiler分析原理：它按照固定的時(shí)間間隔來跟蹤每一個(gè)線程的堆棧信息，通過統(tǒng)計(jì)比較時(shí)間間隔之間的堆棧狀態(tài)，來推算某個(gè)方法執(zhí)行了多久，并獲得一個(gè)近似值。其實(shí)從根本上來說與我們的原始分析方法異曲同工，只不過其將各個(gè)方法消耗的時(shí)間統(tǒng)計(jì)起來。

下面講解兩種調(diào)試方式，一般來說，我們會(huì)用前者調(diào)試CPU的運(yùn)行狀況第一種調(diào)試方式：使用Instruments的 Leaks 工具（這里不做講解，請(qǐng)看我的第一篇文章）第二種調(diào)試方式：Time Profiler 時(shí)間分析工具 用來檢測(cè)應(yīng)用CPU的使用情況.可以看到應(yīng)用程序中各個(gè)方法正在消耗CPU時(shí)間.使用大量CPU不一定是個(gè)問題.類似我們客戶端中不同場(chǎng)景的天氣,動(dòng)畫就對(duì)CPU依賴就非常高，動(dòng)畫本身也是非?？量糖液馁M(fèi)資源較多的任務(wù).
下面引出“時(shí)間事件查看器”(Time Profiler),———他可以測(cè)量時(shí)間的間隔,中斷程序執(zhí)行,跟蹤每個(gè)線程的堆棧.操作步驟:1.工具通過Xcode工具欄中Product->Profile可以啟動(dòng),啟動(dòng)后界面如下:

圖一

2.選擇Time Profiler啟動(dòng).彈出如 (圖二)窗口

圖二

當(dāng)點(diǎn)擊Time Profiler應(yīng)用程序開始運(yùn)行后. 就能獲取到整個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行 消耗時(shí)間分布 和 百分比.研究下面的截圖和它下面的每個(gè)部分的解釋：如圖三：

圖三

下面是講解：
1.這里控制記錄過程，點(diǎn)擊紅色的"記錄"按鈕可以停止或開始當(dāng)前正在分析的app（在記錄和停止按鈕之間切換），暫停鍵，如你所想，暫停當(dāng)前正在運(yùn)行的app。注意這實(shí)際上是停止和啟動(dòng)應(yīng)用程序,而不是暫停它.2.這里是執(zhí)行計(jì)時(shí)器（run timer）,運(yùn)行定時(shí)器和運(yùn)行導(dǎo)航,定時(shí)器顯示APP已經(jīng)運(yùn)行了多長時(shí)間,執(zhí)行了多少次。箭頭之間是可以移動(dòng)的。如果停止，然后使用錄制按鈕重新啟動(dòng)應(yīng)用程序，這將開始一個(gè)新的運(yùn)行。顯示屏便會(huì)顯示“run2 of 2”，你可以回到第一次運(yùn)行的數(shù)據(jù)，首先你停止當(dāng)前運(yùn)行，然后按下左箭頭回去3.運(yùn)行軌道。這里被稱作路徑（track），就你選擇的Time Profiler工具而言，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)工具，所以這里只有一條路徑，關(guān)于這里顯示的圖標(biāo)的詳情，一會(huì)你就會(huì)在接下來的教程中了解更多。4.擴(kuò)展面板，在時(shí)間探查儀器的情況下，它是用來跟蹤顯示堆棧。5.詳細(xì)地面板。它顯示了你正在使用的儀器的主要信息,這是使用頻率最高的部門,可以從它這里看到cpu運(yùn)行的時(shí)間.這里是詳情面板，展示的是你正在使用的工具的主要信息。就現(xiàn)在而言，這里展示的是最"笨重（hottest）"的方法--換句話說，占用CPU時(shí)間最長的方法。點(diǎn)擊上方的bar會(huì)看到Call Tree（左手邊的那個(gè)）并選中Sample List，然后你會(huì)看到數(shù)據(jù)的不同視圖，視圖展示了每一個(gè)示例。點(diǎn)擊其中幾個(gè)，你會(huì)在Extended Detail inspector中看到被捕獲的堆棧跟蹤。6.選項(xiàng)面板，也叫檢查器（inspector）面板，一共有三個(gè)檢查器：record setting（記錄設(shè)置），display setting（展示設(shè)置），還有extends detail（擴(kuò)展詳情）。（在上一篇文章里有詳細(xì)介紹）。

原始的性能分析方法
這種分析方法估計(jì)是很多開發(fā)人員第一時(shí)間想到的，寫個(gè)單元測(cè)試，在開始和結(jié)束的地方記錄時(shí)間。示例代碼：NSDate *startDate = [NSDate date];for(int i = 0; i < 999; i++){// do something}NSDate *endDate = [NSDate date];NSLog(@"time:%f", [endDate timeIntervalSinceDate: startDate]);這種方法的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn):1、測(cè)試效率太低，很多性能瓶頸是很難預(yù)估到的，需要從上層到下層進(jìn)行逐步排除；2、無法對(duì)界面渲染的效率進(jìn)行測(cè)試，找出界面性能瓶頸；3、NSLog的分析不夠精確，可能在模擬器上由于開發(fā)設(shè)備性能速度快，無法明顯區(qū)分出性能瓶頸。二.使用Time Profiler前須知1.當(dāng)點(diǎn)擊Time Profiler應(yīng)用程序開始運(yùn)行后.就能獲取到整個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行消耗時(shí)間分布和百分比.為了保證數(shù)據(jù)分析在統(tǒng)一使用場(chǎng)景真實(shí)行有如下點(diǎn)需要注意:在開始進(jìn)行應(yīng)用程序性能分析的時(shí)候,一定要使用真機(jī),模擬器運(yùn)行在Mac上，然而Mac上的CPU往往比iOS設(shè)備要快。相反，Mac上的GPU和iOS設(shè)備的完全不一樣，模擬器不得已要在軟件層面（CPU）模擬設(shè)備的GPU，這意味著GPU相關(guān)的操作在模擬器上運(yùn)行的更慢，尤其是使用CAEAGLLayer來寫一些OpenGL的代碼時(shí)候. 這就導(dǎo)致模擬器性能數(shù)據(jù)和用戶真機(jī)使用性能數(shù)據(jù)相去甚運(yùn).2.另外在開始性能分析前另外一件重要的事情是，應(yīng)用程序運(yùn)行一定要發(fā)布配置 而不是調(diào)試配置.在發(fā)布環(huán)境打包的時(shí)候，編譯器會(huì)引入一系列提高性能的優(yōu)化，例如去掉調(diào)試符號(hào)或者移除并重新組織代碼.另iOS引入一種"Watch Dog"[看門狗]機(jī)制.不同的場(chǎng)景下，“看門狗”會(huì)監(jiān)測(cè)應(yīng)用的性能。如果超出了該場(chǎng)景所規(guī)定的運(yùn)行時(shí)間，“看門狗”就會(huì)強(qiáng)制終結(jié)這個(gè)應(yīng)用的進(jìn)程.開發(fā)者可以crashlog看到對(duì)應(yīng)的日志.但Xcode在調(diào)試配置下會(huì)禁用"Watch Dog".三.time profiler的主界面(幾個(gè)需要關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域)

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視圖開關(guān):分別為三個(gè)視圖的開關(guān)，全部選上可達(dá)到主界面截圖效果。搜索條:如果您需要快速查找具體的類或函數(shù)，可在些輸入類名或者函數(shù)名，會(huì)有意想不到的效果。數(shù)據(jù)可視化面板:可在此設(shè)置您需要關(guān)注的范圍，以便將不相干的內(nèi)容過濾掉。詳情面板:在time profiler下主要是看Call Tree和Sample List這兩種視圖：

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調(diào)用樹（Call Tree

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Running Time：函數(shù)運(yùn)行的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間是累積時(shí)間Self：在棧頂次數(shù)Symbol Name：被調(diào)用函數(shù)的符號(hào)信息從詳情面板Call Tree與相關(guān)內(nèi)容擴(kuò)展詳情面板對(duì)應(yīng)的關(guān)系圖：

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詳情面板更多的信息選項(xiàng)

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樣本列表（Sample List）

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Timestamp：采樣的開始時(shí)間Dep：堆棧深度CPU：線程運(yùn)行在那一個(gè)CPU上Process：進(jìn)程名稱Thread：所在的線程名稱Hot Frame：采樣中調(diào)用最多的函數(shù)Responsible Library：調(diào)用該函數(shù)的庫Responsible Caller：調(diào)用該函數(shù)的函數(shù)選項(xiàng)視圖參數(shù)設(shè)置

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Separate byt Thread（建議選擇）：通過線程分類來查看那些純種占用CPU最多。Invert Call Tree（不建議選擇）：調(diào)用樹倒返過來，將習(xí)慣性的從根向下一級(jí)一級(jí)的顯示，如選上就會(huì)返過來從最底層調(diào)用向一級(jí)一級(jí)的顯示。如果想要查看那個(gè)方法調(diào)用為最深時(shí)使用會(huì)更方便些。Hide Missing Symbols（建議選擇）：隱藏丟失的符號(hào)，比如應(yīng)用或者系統(tǒng)的dSYM文件找不到的話，在詳情面板上是看不到方法名的，只能看一些讀不明的十六進(jìn)值，所以對(duì)我們來說是沒有意義的，去掉了會(huì)使閱讀更清楚些。Hide System Libraries（建議選擇）：選上它只會(huì)展示與應(yīng)用有關(guān)的符號(hào)信息，一般情況下我們只關(guān)心自己寫的代碼所需的耗時(shí)，而不關(guān)心系統(tǒng)庫的CPU耗時(shí)。Flatten Recursion（一般不選）：選上它會(huì)將調(diào)用棧里遞歸函數(shù)作為一個(gè)入口。Top Functions（可選）：選上它會(huì)將最耗時(shí)的函數(shù)降序排列，而這種耗時(shí)是累加的，比如A調(diào)用了B，那么A的耗時(shí)數(shù)是會(huì)包含B的耗時(shí)數(shù)。四.使用技巧1.圖標(biāo)為黑色頭像的就是Time Profiler給我們的提示，有可能存在性能瓶頸的地方2.按著option鍵在主界面6中通過拖動(dòng)鼠標(biāo)來選擇需要過濾的時(shí)間段3.Command+F查找過濾的函數(shù)名或者類名4.關(guān)聯(lián)代碼

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5.Call Tree Constraints過濾

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Count：設(shè)置調(diào)用的次數(shù)(調(diào)用2次以上的方法)Time (ms)：設(shè)置耗時(shí)范圍(耗時(shí)20毫秒以上的方法)篩選結(jié)果示例圖10.png

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