RunLoop下的卡顿监控

在开发中，我们可以使用Xcode自带的Instruments工具的Core Animation来对APP运行流畅度进行监控，使用FPS这个值来衡量。这个工具我们只能知道哪个界面会有卡顿，无法知道到底是什么操作哪个函数导致的卡顿。

屏幕快照 2016-12-06 下午10.09.40.png

界面出现卡顿，一般是下面几种原因：

• 主线程做大量计算

• 主线程大量的I/O操作
• 大量的UI绘制
• 主线程进行网络请求以及数据处理
• 离屏渲染

监控界面卡顿，主要是监控主线程做了哪些耗时的操作，之前的文章中已经分析过，iOS中线程的事件处理依靠的是RunLoop，正常FPS值为60，如果单次RunLoop运行循环的事件超过16ms，就会使得FPS值低于60，如果耗时更多，就会有明显的卡顿。

正常RunLoop运行循环一次的流程是这样的:

SetupThisRunLoopRunTimeOutTimer();
do {
        __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers);
        __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources);
  
        __CFRunLoopDoBlocks();
        __CFRunLoopDoSource0(); // 处理source0事件，UIEvent事件，比如触屏点击

        CheckIfExitMessagesInMainDispatchQueue(); // 检查是否有分配到主队列中的任务

        __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting);
        var wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts(); // 开始休眠，等待ma ch_msg事件
        
        // mach_msg_trap
        // ZZz.....   sleep
        // Received mach_msg,  wake up
        
        __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting); // 被事件唤醒
        // Handle msgs
        if (wakeUpPort == timePort) { // 被唤醒的事件是timer
              __CFRunLoopDoTimers(); 
        } else if (wakePort == mainDispatchQueuePort) { // 主队列有调度任务
              __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__();
        } else { // source1事件，UI刷新，动画显示
              __CFRunLoopDoSource1();
        }
        __CFRunLoopDoBlocks();
} while (!stop && !timeout)

从这个运行循环中可以看出，RunLoop休眠的事件是无法衡量的，处理事件的部分主要是在kCFRunLoopBeforeSources之后到kCFRunLoopBeforeWaiting之前和kCFRunLoopAfterWaiting 之后和运行循环结束之前这两个部分

监控这两个部分的耗时，使用CFRunLoopObserverRef来监控RunLoop的状态：

创建信号量&获取Runloop的状态

使用信号量dispatch_semaphore来控制对RunLoop状态判断的节奏，这个可以保证，每个RunLoop状态的判断都会进行。
对RunLoop状态的判断，我们专门在另外一个线程做判断。

需要注意的是，对卡顿的判断是通过kCFRunLoopBeforeSources或者kCFRunLoopBeforeWaiting这两个状态开始后，信号量+1，这时候信号量>0,dispatch_semaphore_wait不会阻塞，返回0，进行下一个while循环，如果此时还没有进入下一个RunLoop状态，此时信号量=0，dispatch_semaphore_wait就会在这里阻塞，到了设定的超时时间，dispatch_semaphore_wait的返回值>0，这时候就会进行耗时的判断。
我们可以自己设定超时时间和超过多少次算卡顿，这里设置超过250ms。

子线程监控