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Xcode8 Instruments 测试工具使用二 [复制链接]

2018-6-5 16:36
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Tag:  Xcode8Instruments

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(ˈprəʊfʌɪlə 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:1.工具通过Xcode工具栏中Product->Profile可以启动,启动后界面如下:


图一

2.选择Time Profiler启动.弹出如 (图二)窗口


图二

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:如图三:


图三

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

视图开关:分别为三个视图的开关,全部选上可达到主界面截图效果。搜索条:如果您需要快速查找具体的类或函数,可在些输入类名或者函数名,会有意想不到的效果。数据可视化面板:可在此设置您需要关注的范围,以便将不相干的内容过滤掉。详情面板:在time profiler下主要是看Call Tree和Sample List这两种视图:


2.png

调用树(Call Tree


3.png

Running Time:函数运行的时间,这个时间是累积时间Self:在栈顶次数Symbol Name:被调用函数的符号信息从详情面板Call Tree与相关内容扩展详情面板对应的关系图:


4.png

详情面板更多的信息选项


5.png

样本列表(Sample List)


6.png

Timestamp:采样的开始时间Dep:堆栈深度CPU:线程运行在那一个CPU上Process:进程名称Thread:所在的线程名称Hot Frame:采样中调用最多的函数Responsible Library:调用该函数的库Responsible Caller:调用该函数的函数选项视图参数设置


7.png

Separate byt Thread(建议选择):通过线程分类来查看那些纯种占用CPU最多。Invert Call Tree(不建议选择):调用树倒返过来,将习惯性的从根向下一级一级的显示,如选上就会返过来从最底层调用向一级一级的显示。如果想要查看那个方法调用为最深时使用会更方便些。Hide Missing Symbols(建议选择):隐藏丢失的符号,比如应用或者系统的dSYM文件找不到的话,在详情面板上是看不到方法名的,只能看一些读不明的十六进值,所以对我们来说是没有意义的,去掉了会使阅读更清楚些。Hide System Libraries(建议选择):选上它只会展示与应用有关的符号信息,一般情况下我们只关心自己写的代码所需的耗时,而不关心系统库的CPU耗时。Flatten Recursion(一般不选):选上它会将调用栈里递归函数作为一个入口。Top Functions(可选):选上它会将最耗时的函数降序排列,而这种耗时是累加的,比如A调用了B,那么A的耗时数是会包含B的耗时数。四.使用技巧1.图标为黑色头像的就是Time Profiler给我们的提示,有可能存在性能瓶颈的地方2.按着option键在主界面6中通过拖动鼠标来选择需要过滤的时间段3.Command+F查找过滤的函数名或者类名4.关联代码


8.png

5.Call Tree Constraints过滤


9.png

Count:设置调用的次数(调用2次以上的方法)Time (ms):设置耗时范围(耗时20毫秒以上的方法)筛选结果示例图10.png





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iOS苏沐橙 2018-6-10 23:46
交流学习可以加入iOS交流技术群:659170228
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iOS苏沐橙 2018-6-10 23:47
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