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Xcode 8 Instruments 学习（二）

这篇文章主要介绍使用Instruments的 Time Profiler 的使用

前言

1.很多公司都恨不得把app压法周期压缩到最低,这就导致了开发中隐藏了很多问题,有点经验的工程师草率的优化下,更糟的情况那些没有经验的工程师甚至不会对app进行任何优化.

2.某种程度上来说,你开发过程中是可以忽略性能优化的. 十年前,移动设备的硬件资源是非常有限的.甚至连浮点数都是被禁止的.因为浮点数能导致代码变大计算的速度变慢.

3.科技发展如此迅速的今天,硬件很大程度上可以弥补软件的短板.现在的移动设备3D硬件处理的效率甚至媲美于PC机了,但是你不能总依赖于硬件和处理器速度来掩饰你APP做的多垃圾吧.(如果安卓系统跑在Iphone上还能够像iOS一样顺滑吗?其实是一个道理的)

4.性能这个概念很抽象,所以我们必须借助数据化图形化的输出方式.你可能花一周的时间去优化一个有趣的算法,但是这算法只占总执行时间的0.5%,不管你花多少精力去优化它,没人会注意到.相反一个for循环花费了90%的时间,你稍微修改下就能提高10%的效率,就是这个简单的修改可以得到大家很大的好感.因为.他们运行app时的第一感受就是比之前快了很多.没人会care你修改的是一个多牛逼的算法,还是一个简单的for循环.

这个说明了什么？与其花费时间在优化小细节上不如多点时间找到你改优化的地方.

正文

二、使用Instruments的 Time Profiler 工具（?pr??f??l? 脯肉fai乐分析工具）

Time Profiler帮助我们分析代码的执行时间，找出导致程序变慢的原因，告诉我们“时间都去哪儿了？”。
Time Profiler分析原理：它按照固定的时间间隔来跟踪每一个线程的堆栈信息，通过统计比较时间间隔之间的堆栈状态，来推算某个方法执行了多久，并获得一个近似值。其实从根本上来说与我们的原始分析方法异曲同工，只不过其将各个方法消耗的时间统计起来。

下面讲解两种调试方式，一般来说，我们会用前者调试CPU的运行状况

第一种调试方式：使用Instruments的 Leaks 工具（这里不做讲解，请看我的第一篇文章）

第二种调试方式：Time Profiler 时间分析工具用来检测应用CPU的使用情况.可以看到应用程序中各个方法正在消耗CPU时间.使用大量CPU不一定是个问题.类似我们客户端中不同场景的天气,动画就对CPU依赖就非常高，动画本身也是非常苛刻且耗费资源较多的任务.

下面引出“时间事件查看器”(Time Profiler),———他可以测量时间的间隔,中断程序执行,跟踪每个线程的堆栈.

操作步骤:

工具通过Xcode工具栏中Product->Profile可以启动,启动后界面如下:图一

Xcode 8 Instruments 学习（二）

图一.png

2.选择Time Profiler启动.弹出如 (图二)窗口

Xcode 8 Instruments 学习（二）

图二.png

当点击Time Profiler应用程序开始运行后. 就能获取到整个应用程序运行消耗时间分布和百分比.

研究下面的截图和它下面的每个部分的解释：如图十一：

Xcode 8 Instruments 学习（二）

图十一.png

下面是讲解：

1.这里控制记录过程，点击红色的"记录"按钮可以停止或开始当前正在分析的app（在记录和停止按钮之间切换），暂停键，如你所想，暂停当前正在运行的app。注意这实际上是停止和启动应用程序,而不是暂停它.

2.这里是执行计时器（run timer）,运行定时器和运行导航,定时器显示APP已经运行了多长时间,执行了多少次。箭头之间是可以移动的。如果停止，然后使用录制按钮重新启动应用程序，这将开始一个新的运行。显示屏便会显示“run2 of 2”，你可以回到第一次运行的数据，首先你停止当前运行，然后按下左箭头回去

3.运行轨道。这里被称作路径（track），就你选择的Time Profiler工具而言，因为只有一个工具，所以这里只有一条路径，关于这里显示的图标的详情，一会你就会在接下来的教程中了解更多。

4.扩展面板，在时间探查仪器的情况下，它是用来跟踪显示堆栈。

5.详细地面板。它显示了你正在使用的仪器的主要信息,这是使用频率最高的部门,可以从它这里看到cpu运行的时间.这里是详情面板，展示的是你正在使用的工具的主要信息。就现在而言，这里展示的是最"笨重（hottest）"的方法--换句话说，占用CPU时间最长的方法。点击上方的bar会看到Call Tree（左手边的那个）并选中Sample List，然后你会看到数据的不同视图，视图展示了每一个示例。点击其中几个，你会在Extended Detail inspector中看到被捕获的堆栈跟踪。

6.选项面板，也叫检查器（inspector）面板，一共有三个检查器：record setting（记录设置），display setting（展示设置），还有extends detail（扩展详情）。（在上一篇文章里有详细介绍）。

原始的性能分析方法

这种分析方法估计是很多开发人员第一时间想到的，写个单元测试，在开始和结束的地方记录时间。

示例代码：

NSDate startDate = [NSDate date];
for(int i = 0; i < 999; i++){
// do something
}
NSDate endDate = [NSDate date];
NSLog(@"time:%f", [endDate timeIntervalSinceDate: startDate]);

这种方法的缺点有以下几点:

1、测试效率太低，很多性能瓶颈是很难预估到的，需要从上层到下层进行逐步排除；

2、无法对界面渲染的效率进行测试，找出界面性能瓶颈；

3、NSLog的分析不够精确，可能在模拟器上由于开发设备性能速度快，无法明显区分出性能瓶颈。

二.使用Time Profiler前须知

1.当点击Time Profiler应用程序开始运行后.就能获取到整个应用程序运行消耗时间分布和百分比.为了保证数据分析在统一使用场景真实行有如下点需要注意:

在开始进行应用程序性能分析的时候,一定要使用真机,模拟器运行在Mac上，然而Mac上的CPU往往比iOS设备要快。相反，Mac上的GPU和iOS设备的完全不一样，模拟器不得已要在软件层面（CPU）模拟设备的GPU，这意味着GPU相关的操作在模拟器上运行的更慢，尤其是使用CAEAGLLayer来写一些OpenGL的代码时候. 这就导致模拟器性能数据和用户真机使用性能数据相去甚运.

2.另外在开始性能分析前另外一件重要的事情是，应用程序运行一定要发布配置而不是调试配置.

在发布环境打包的时候，编译器会引入一系列提高性能的优化，例如去掉调试符号或者移除并重新组织代码.另iOS引入一种"Watch Dog"[看门狗]机制.不同的场景下，“看门狗”会监测应用的性能。如果超出了该场景所规定的运行时间，“看门狗”就会强制终结这个应用的进程.开发者可以crashlog看到对应的日志.但Xcode在调试配置下会禁用"Watch Dog".

三.time profiler的主界面(几个需要关注的重点区域)

1.png

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