更新于：20170814
更新于：20171222
再次更新于：20180823

最近的幾天在看一些 Instruments 相關(guān)的知識(shí)，總結(jié)分享一下希望對(duì)大家有所幫助：

本文章主要介紹的是 Instruments 的相關(guān)知識(shí)，以及如何使用 Instruments的 Leaks 工具。 Instruments 其它的工具會(huì)在后面篇文章一一介紹.

前言介紹：

或許很多朋友對(duì) Instruments 應(yīng)用不太了解，但可能很多老的 iOS 開發(fā)者都應(yīng)該用過 Instruments 工具來檢測(cè) iOS 應(yīng)用內(nèi)存泄漏情況。特別是在 iOS 5.0 之前，即蘋果在iOS 平臺(tái)上面還沒支持 ARC 的時(shí)候，寫 iOS 應(yīng)用就類似 C 語言那樣，容易忘記釋放內(nèi)存，而內(nèi)存對(duì)移動(dòng)設(shè)備而言是非?？少F的。即使目前 iPhone 設(shè)備內(nèi)存已經(jīng)滿足 512MB 了，但是因?yàn)樘O果的后臺(tái)模式是把整個(gè)應(yīng)用封裝起來等待下次啟用，所以該應(yīng)用所占用的內(nèi)存同樣被占據(jù)了。也就是即使應(yīng)用進(jìn)入后臺(tái)模式，它還是仍然占用原先的內(nèi)存的，所以你打開的應(yīng)用越多，內(nèi)存耗用自然也很多。對(duì)很多普通用戶而言，往往他們打開的應(yīng)用都是進(jìn)入后臺(tái)模式的，很少有用戶清理后臺(tái)的應(yīng)用，所以也就造成很多應(yīng)用其實(shí)可用內(nèi)存還是非常有限地 （題外話：如果蘋果原生支持一鍵清理后臺(tái)程序就好了，貌似越獄的工具里面有這樣的支持的。

還有做過 iOS 應(yīng)用自動(dòng)化測(cè)試的開發(fā)者，應(yīng)該對(duì)UIAutomation 很熟悉吧。它就是通過 JS 腳本來寫界面自動(dòng)化測(cè)試用例。而 Instruments 應(yīng)用對(duì) UIAutomation 支持很完善，你可以通過它查看很多代碼潛在的問題，并測(cè)試性能。

其實(shí) Instruments 應(yīng)用還有很多強(qiáng)大的功能，它原生支持很多 instrument 工具，幫助你分析你的代碼，不僅包括內(nèi)存檢測(cè)和自動(dòng)化測(cè)試，它還可以監(jiān)測(cè)文件讀寫操作等等。所以一個(gè)好的 iOS 開發(fā)者是應(yīng)該掌握 Instrument 應(yīng)用的使用。因?yàn)?Instruments 應(yīng)用本身功能太強(qiáng)大的，所以完全掌握機(jī)會(huì)不可能，但是因?yàn)樗鼈儍?nèi)置的很多工具具有相似性，所以基本掌握自己常用的即可。同時(shí)了解一下內(nèi)部有哪些功能，這樣在你需要用到的時(shí)候再查查文檔，就可以很快上手了。

以上段落來源鏈接

正文 Instruments 的介紹：

• Instruments 是一個(gè)很靈活的、強(qiáng)大的工具；是性能分析、動(dòng)態(tài)跟蹤 和分析 OS X 以及 iOS 代碼的測(cè)試工具；用它可以極為方便收集關(guān)于一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)程的性能和行為的數(shù)據(jù)，并能及時(shí)隨著時(shí)間跟蹤而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并檢查所收集的數(shù)據(jù)，還可以廣泛收集不同類型的數(shù)據(jù)；也可以追蹤程序運(yùn)行的過程，這樣 instrument 就可以幫助我們了解用戶的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的行為。

總結(jié)一下 instrument 能做的事情：

1.Instruments 是用于動(dòng)態(tài)調(diào)追蹤和分析 OS X 和 iOS 的代碼的性能分析和測(cè)試工具；
2.Instruments 支持多線程的調(diào)試；
3.可以用 Instruments 去錄制和回放，圖形用戶界面的操作過程
4.可將錄制的圖形界面操作和 Instruments 保存為模板，供以后訪問使用。

或者說：

1.追蹤代碼中的（甚至是那些難以復(fù)制的）問題；
2.分析程序的性能；
3.實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)化測(cè)試；
4.部分實(shí)現(xiàn)程序的壓力測(cè)試；
5.執(zhí)行系統(tǒng)級(jí)別的通用問題追蹤調(diào)試；
6.使你對(duì)程序的內(nèi)部運(yùn)行過程更加了解。

以上資料鏈接

介紹幾個(gè)常用的 instrument 工具：

• Leaks（泄漏）：一般的查看內(nèi)存使用情況，檢查泄漏的內(nèi)存，并提供了所有活動(dòng)的分配和泄漏模塊的類對(duì)象分配統(tǒng)計(jì)信息以及內(nèi)存地址歷史記錄；
• Time Profiler（時(shí)間探查）：執(zhí)行對(duì)系統(tǒng)的 CPU上運(yùn)行的進(jìn)程低負(fù)載時(shí)間為基礎(chǔ)采樣。
• Allocations（內(nèi)存分配）：跟蹤過程的匿名虛擬內(nèi)存和堆的對(duì)象提供類名和可選保留/釋放歷史；
• Activity Monitor（活動(dòng)監(jiān)視器）：顯示器處理的 CPU、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)使用情況統(tǒng)計(jì)；
• Blank（空模板）：創(chuàng)建一個(gè)空的模板，可以從 Library 庫中添加其他模板；
• Automation（自動(dòng)化）：這個(gè)模板執(zhí)行它模擬用戶界面交互為 iOS 手機(jī)應(yīng)用從 instrument 啟動(dòng)的腳本；
• Core Data：監(jiān)測(cè)讀取、緩存未命中、保存等操作，能直觀顯示是否保存次數(shù)遠(yuǎn)超實(shí)際需要。
• Cocoa Layout：觀察約束變化，找出布局代碼的問題所在。
• Network：跟蹤 TCP/IP 和 UDP/IP 連接。
• Automations：創(chuàng)建和編輯測(cè)試腳本來自動(dòng)化 iOS 應(yīng)用的用戶界面測(cè)試。

Instruments 常用的三大類：

• Leaks：找到引發(fā)內(nèi)存泄漏的起點(diǎn)
• Time Profiler：分析代碼的執(zhí)行時(shí)間，找出導(dǎo)致程序變慢的原因
• Allocations：監(jiān)測(cè)內(nèi)存使用/分配情況

一、使用 Instruments 的 Leaks工具

[??nstr?m(?)nt] [liks 漏洞]

迅速膨脹的內(nèi)存可以很快讓程序斃命，所以要多加防范。即使有 ARC（自動(dòng)引用計(jì)數(shù)）內(nèi)存管理機(jī)制，但在現(xiàn)實(shí)中對(duì)象之間引用復(fù)雜，循環(huán)引用導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏仍然難以避免，所以關(guān)鍵時(shí)刻還要自力更生。分析內(nèi)存泄露不能把所有的內(nèi)存泄露查出來，有的內(nèi)存泄露是在運(yùn)行時(shí)，用戶操作時(shí)才產(chǎn)生的。那就需要用到 Instruments 的leaks 了。

• Leaks 調(diào)試解決 iOS 內(nèi)存泄漏的工具 快捷鍵：command + control + i

打開步驟：

• 1. 首先我們選中 Xcode先把模擬器（command + R）運(yùn)行起來
• 2. 然后我們?cè)龠x中 Xcode，按快捷鍵（command + control + i）運(yùn)行起來, 選擇 Leaks --> Choose

之前的

2018-08-23

沒有明顯變化，如果這些工具不夠可以自行添加

或者 點(diǎn)擊 Xcode 的 “調(diào)試導(dǎo)航”

然后選中 “Memory”，再點(diǎn)擊右側(cè)的 “Profile in Instruments”，

會(huì)自動(dòng)打開 Instruments。這時(shí)候會(huì)彈出來一個(gè)對(duì)話框，

選擇 “Transfer” 這種方式打開

在或者你可以通過 Xcode --> Open Developer Tool --> instruments --> Leaks 的方式來打開

再或者你可以 按著 control+空格鍵，輸入instruments 打開 (meishichulaihaha)

打開后，這時(shí)界面如圖 <老版本的>：

• 由于 Leaks 是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，所以我們需要手動(dòng)操作 APP，進(jìn)行測(cè)試，一邊操作 APP，一邊觀察 Leaks 的變化，在 暫停按鈕 的右邊 我們可以選擇正在 運(yùn)行的程序 & 選擇設(shè)備 & App, 之后點(diǎn)擊 紅點(diǎn) Record（紅色圓圈按鈕）運(yùn)行。
• 觀察，如果發(fā)現(xiàn)在 Leaks 里面有一個(gè) 紅色X，這說明了我們的 APP 存在內(nèi)存泄露。
• 點(diǎn)擊暫停，點(diǎn)擊其中一個(gè)，然后我們開始分析。（也可繼續(xù)檢測(cè)，當(dāng)多個(gè)時(shí)暫停，一次處理了多個(gè)）

• 下面就是定位修改了, 此時(shí)選中有紅色叉的 Leaks，下面有個(gè) 田 Leaks 字方格，點(diǎn)開，選中 Call Tree。
  

• 接著就是最關(guān)鍵的一步，在這個(gè)界面的右下角有若干選框，選中Invert Call Tree 和 Hide System Libraries,（紅圈范圍內(nèi)）如果不知道在那個(gè)位置請(qǐng)接著往下看
  

• 定位
  在詳情面板選中顯示的若干條中的一條，雙擊，會(huì)自動(dòng)跳到內(nèi)存泄露代碼處，然后點(diǎn)擊右上角 Xcode 圖標(biāo)進(jìn)行修改。

Leaks界面講解:

• Leaks 啟動(dòng)后會(huì)開始錄制，隨著對(duì)模擬器運(yùn)行的 App 的操作，可以在 Leaks 中查看內(nèi)存占用的情況。

• Leaks頂部分為兩欄：Allocations (al??ke??(?)n,分配 ) 和 Leaks，右側(cè)的曲線代表內(nèi)存分配和內(nèi)存泄漏曲線。

• 點(diǎn)擊第二欄 Leaks，如下圖：

  
  

• 進(jìn)行內(nèi)存泄漏分析，右下角會(huì)出現(xiàn)Leaks調(diào)試的選項(xiàng)：

  
  

1、Record Settings (?r?k??d 記錄設(shè)置)
2、Display Settings 選項(xiàng)面板
3、Extended Detail 擴(kuò)展面板（?k?st?nd,延展 di?te?l,細(xì)節(jié)詳情），在時(shí)間探查儀器的情況下，它是用來跟蹤顯示堆棧。

老版本是在右邊顯示：

現(xiàn)在已經(jīng)改為：

之前說過，新本版做了改變，需要先選擇 Call Tree

內(nèi)存泄漏動(dòng)態(tài)分析技巧：

• 1.在 Display Settings 界面建議把 Snapshot Interval （snap??t, 數(shù)據(jù)快照）間隔時(shí)間設(shè)置為10秒，勾選Automatic Snapshotting，Leaks 會(huì)自動(dòng)進(jìn)行內(nèi)存捕捉分析。（新版本直接在底部修改）
• 2.熟練使用 Leaks 后會(huì)對(duì)內(nèi)存泄漏判斷更準(zhǔn)確，在可能導(dǎo)致泄漏的操作里，在你懷疑有內(nèi)存泄漏的操作前和操作后，可以點(diǎn)擊 Snapshot Now 進(jìn)行手動(dòng)捕捉。
• 3.開始時(shí)如果設(shè)備性能較好，可以把自動(dòng)捕捉間隔設(shè)置為 5 秒鐘。
• 4.使用ARC的項(xiàng)目，一般內(nèi)存泄漏都是 malloc、自定義結(jié)構(gòu)、資源引起的，多注意這些地方進(jìn)行分析。
• 5.開啟ARC后，內(nèi)存泄漏的原因
  開啟了ARC并不是就不會(huì)存在內(nèi)存問題，蘋果有句名言：ARC is only for NSObject。
• 注：如果你的項(xiàng)目使用了ARC，隨著你的操作，不斷開啟或關(guān)閉視圖，內(nèi)存可能持續(xù)上升，但這不一定表示存在內(nèi)存泄漏，ARC釋放的時(shí)機(jī)是不固定的。

做一下就簡(jiǎn)單的演示:

• 項(xiàng)目：
  創(chuàng)建 single View App
  添加一個(gè)People 類

• 這里選用的是MRC :

• 在 Main.storyboard 里拖了一個(gè) button 并且為 button的 “touchUpInset”事件綁定 buttonClick：事件處理方法
• 在 People.h 文件里面代碼如下

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject

@property (nonatomic, assign) NSString *str;

@end

• 在 UIViewController.m 文件里面代碼如下：

- (IBAction)buttonClick:(id)sender {
    People * people = [[People alloc]init];
    [people retain];
    people.str = @"1324567";
}

• 運(yùn)行項(xiàng)目，切換到 iOS 模擬器，點(diǎn)擊那個(gè)測(cè)試按鈕多點(diǎn)幾次 “button”，

• 切換到 Instruments 會(huì)發(fā)現(xiàn) 如果沒有泄漏 如圖

• 當(dāng)然這里是泄漏，在 “Leaks” 一欄里有紅色的 X。如圖這就是內(nèi)存泄露了。

• 點(diǎn)擊暫停，然后點(diǎn)擊 “Leaks” 一欄

• 然后點(diǎn)擊“導(dǎo)航欄”切換到“call tree”模式下

  
  

• 看到列表里列出了內(nèi)存泄露的調(diào)用邏輯：

  
  

注意：

在老版本中：

• 需要勾選右邊的詳細(xì)窗口 Display Settings 中的 Call Tree 中 Separate by Thread 和 Hide System Libraries 兩個(gè)選項(xiàng),
  Hide System Libraries 作用是隱藏系統(tǒng)函數(shù)。如果不點(diǎn)擊 這里顯示的是執(zhí)行代碼完整路徑，其中系統(tǒng)和應(yīng)用本身一些調(diào)用路徑完全揉捏在一起. 完全看不到我們關(guān)心的應(yīng)用程序中實(shí)際代碼執(zhí)行耗時(shí)和代碼路徑實(shí)際所在位置
  

不勾選效果如下：

勾選效果如下：

在新的版本中 Call Tree 的 這些設(shè)置換了位置 在底部左下角：

• 勾選之后，雙擊一下就會(huì)來到內(nèi)存泄漏的地方

  
  
  
  

這里對(duì) Display Settings 中 的 Call tree 選項(xiàng)做一下說明 [官方user guide翻譯]:

• Separate By Thread: 線程分離,只有這樣才能在調(diào)用路徑中能夠清晰看到占用CPU最大的線程.每個(gè)線程應(yīng)該分開考慮。只有這樣你才能揪出那些大量占用CPU的"重"線程，按線程分開做分析，這樣更容易揪出那些吃資源的問題線程。特別是對(duì)于主線程，它要處理和渲染所有的接口數(shù)據(jù)，一旦受到阻塞，程序必然卡頓或停止響應(yīng)。

• Invert Call Tree: 從上到下跟蹤堆棧信息.這個(gè)選項(xiàng)可以快捷的看到方法調(diào)用路徑最深方法占用CPU耗時(shí)（這意味著你看到的表中的方法,將已從第0幀開始取樣,這通常你是想要的,只有這樣你才能看到CPU中話費(fèi)時(shí)間最深的方法）,比如FuncA{FunB{FunC}},勾選后堆棧以C->B->A把調(diào)用層級(jí)最深的C顯示最外面.反向輸出調(diào)用樹。把調(diào)用層級(jí)最深的方法顯示在最上面，更容易找到最耗時(shí)的操作。

• Hide Missing Symbols:如果dSYM無法找到你的APP或者調(diào)用系統(tǒng)框架的話，那么表中將看到調(diào)用方法名只能看到16進(jìn)制的數(shù)值,勾選這個(gè)選項(xiàng)則可以隱藏這些符號(hào)，便于簡(jiǎn)化分析數(shù)據(jù).

• Hide System Libraries: 表示隱藏系統(tǒng)的函數(shù)，調(diào)用這個(gè)就更有用了,勾選后耗時(shí)調(diào)用路徑只會(huì)顯示app耗時(shí)的代碼,性能分析普遍我們都比較關(guān)系自己代碼的耗時(shí)而不是系統(tǒng)的.基本是必選項(xiàng).注意有些代碼耗時(shí)也會(huì)納入系統(tǒng)層級(jí)，可以進(jìn)行勾選前后前后對(duì)執(zhí)行路徑進(jìn)行比對(duì)會(huì)非常有用.因?yàn)橥ǔＤ阒魂P(guān)心cpu花在自己代碼上的時(shí)間不是系統(tǒng)上的，隱藏系統(tǒng)庫文件。過濾掉各種系統(tǒng)調(diào)用，只顯示自己的代碼調(diào)用。隱藏缺失符號(hào)。如果 dSYM 文件或其他系統(tǒng)架構(gòu)缺失，列表中會(huì)出現(xiàn)很多奇怪的十六進(jìn)制的數(shù)值，用此選項(xiàng)把這些干擾元素屏蔽掉，讓列表回歸清爽。

• Show Obj-C Only: 只顯示oc代碼 ,如果你的程序是像OpenGl這樣的程序,不要勾選側(cè)向因?yàn)樗锌赡苁荂++的

• Flatten Recursion: 遞歸函數(shù), 每個(gè)堆棧跟蹤一個(gè)條目，拼合遞歸。將同一遞歸函數(shù)產(chǎn)生的多條堆棧（因?yàn)檫f歸函數(shù)會(huì)調(diào)用自己）合并為一條。

• Top Functions: 找到最耗時(shí)的函數(shù)或方法。 一個(gè)函數(shù)花費(fèi)的時(shí)間直接在該函數(shù)中的總和，以及在函數(shù)調(diào)用該函數(shù)所花費(fèi)的時(shí)間的總時(shí)間。因此，如果函數(shù)A調(diào)用B，那么A的時(shí)間報(bào)告在A花費(fèi)的時(shí)間加上B.花費(fèi)的時(shí)間,這非常真有用，因?yàn)樗梢宰屇忝看蜗碌秸{(diào)用堆棧時(shí)挑最大的時(shí)間數(shù)字，歸零在你最耗時(shí)的方法。

需要添加其他工具的話：

進(jìn)行如下操作：

關(guān)于界面的一些其他的補(bǔ)充：

• 左邊的Show the CPU Data 可以查看每個(gè)CPU的消耗情況
• 中間的Show the Instruments Data 顯示整體的消耗情況
• 右邊的Show the Thread Data 可以查看每個(gè)線程對(duì)CPU的消耗情況

選擇 Detail -> Call Tree

表示查看整個(gè)調(diào)用過程有了上面的基礎(chǔ)知識(shí)就可以對(duì)App的CPU消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)了。

問題分析

首先 由于 Leaks 是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，所以我們需要手動(dòng)操作 APP，進(jìn)行測(cè)試，一邊操作 APP，一邊觀察 Leaks 的變化。
也就是說 兩者必須關(guān)聯(lián)好，最為簡(jiǎn)單的方法就是：

問題一

• leaks->Call Tree->Call Tree-> 指針地址界面，右上角欄目xcode圖標(biāo)是灰色的，不能用？設(shè)置齒輪圖標(biāo)也是灰色的？

• 回復(fù)：我自己復(fù)現(xiàn)了一下該情況 正常情況下：

  
  

注意我這里是 Run 1 of 1 若果是其它的 Run 1 of 2/3/4... & Run 2/ 3 of 2 就不可以點(diǎn)擊了。

問題二

UIAutomation 在哪里？Instruments 里面沒有？
回復(fù)：目前沒有了，或者使用老的版本 或者使用 UITests

悼念