iOS Instruments 学习

Instruments 的介绍

Instruments 是一个很灵活的、强大的工具；是性能分析、动态跟踪 和分析 OS X 以及 iOS 代码的测试工具；用它可以极为方便收集关于一个或多个系统进程的性能和行为的数据，并能及时随着时间跟踪而产生的数据，并检查所收集的数据，还可以广泛收集不同类型的数据；也可以追踪程序运行的过程，这样 instrument 就可以帮助我们了解用户的应用程序和操作系统的行为。

instrument 能做的事情

• 1.追踪代码中的（甚至是那些难以复制的）问题；
• 2.分析程序的性能；
• 3.实现程序的自动化测试；
• 4.部分实现程序的压力测试；
• 5.执行系统级别的通用问题追踪调试；
• 6.使你对程序的内部运行过程更加了解。

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介绍几个常用的 instrument 工具

• 1、Leaks（泄漏）：一般的查看内存使用情况，检查泄漏的内存，并提供了所有活动的分配和泄漏模块的类对象分配统计信息以及内存地址历史记录；
• 2、Time Profiler（时间探查）：执行对系统的 CPU上运行的进程低负载时间为基础采样。
• 3、Allocations（内存分配）：跟踪过程的匿名虚拟内存和堆的对象提供类名和可选保留/释放历史
• 4、Activity Monitor（活动监视器）：显示器处理的 CPU、内存和网络使用情况统计；
• 5、Automation（自动化）：这个模板执行它模拟用户界面交互为 iOS 手机应用从 instrument 启动的脚本；
• 6、Core Data：监测读取、缓存未命中、保存等操作，能直观显示是否保存次数远超实际需要。
• 7、Cocoa Layout：观察约束变化，找出布局代码的问题所在。
• 8、Network：跟踪 TCP/IP 和 UDP/IP 连接。
• 9、Automations：创建和编辑测试脚本来自动化 iOS 应用的用户界面测试。

使用 Instruments 的Leaks工具

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• 1、由于 Leaks 是动态监测，所以我们需要手动操作 APP，进行测试，一边操作 APP，一边观察 Leaks 的变化，在 暂停按钮 的右边 我们可以选择正在 运行的程序 & 选择设备 & App, 之后点击 红点 Record（红色圆圈按钮）运行
• 2、观察，如果发现在 Leaks 里面有一个 红色X，这说明了我们的 APP 存在内存泄露。
• 3、点击暂停，点击其中一个，然后我们开始分析。（也可继续检测，当多个时暂停，一次处理了多个
• 4、下面就是定位修改了, 此时选中有红色叉的 Leaks，下面有个 田 Leaks 字方格，点开，选中 Call Tree。

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• 5、接着就是最关键的一步，在这个界面的右下角有若干选框，选中Invert Call Tree 和 Hide System Libraries,（红圈范围内）如果不知道在那个位置请接着往下看

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• 6、定位：在详情面板选中显示的若干条中的一条，双击，会自动跳到内存泄露代码处，然后点击右上角 Xcode 图标进行修改。

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概念解释

• 1、Separate By Thread: 线程分离,只有这样才能在调用路径中能够清晰看到占用CPU最大的线程.每个线程应该分开考虑。只有这样你才能揪出那些大量占用CPU的"重"线程，按线程分开做分析，这样更容易揪出那些吃资源的问题线程。特别是对于主线程，它要处理和渲染所有的接口数据，一旦受到阻塞，程序必然卡顿或停止响应。

• 2、Invert Call Tree: 从上到下跟踪堆栈信息.这个选项可以快捷的看到方法调用路径最深方法占用CPU耗时（这意味着你看到的表中的方法,将已从第0帧开始取样,这通常你是想要的,只有这样你才能看到CPU中话费时间最深的方法）,比如FuncA{FunB{FunC}},勾选后堆栈以C->B->A把调用层级最深的C显示最外面.反向输出调用树。把调用层级最深的方法显示在最上面，更容易找到最耗时的操作。

• 3、Hide Missing Symbols:如果dSYM无法找到你的APP或者调用系统框架的话，那么表中将看到调用方法名只能看到16进制的数值,勾选这个选项则可以隐藏这些符号，便于简化分析数据.

• 4、Hide System Libraries: 表示隐藏系统的函数，调用这个就更有用了,勾选后耗时调用路径只会显示app耗时的代码,性能分析普遍我们都比较关系自己代码的耗时而不是系统的.基本是必选项.注意有些代码耗时也会纳入系统层级，可以进行勾选前后前后对执行路径进行比对会非常有用.因为通常你只关心cpu花在自己代码上的时间不是系统上的，隐藏系统库文件。过滤掉各种系统调用，只显示自己的代码调用。隐藏缺失符号。如果 dSYM 文件或其他系统架构缺失，列表中会出现很多奇怪的十六进制的数值，用此选项把这些干扰元素屏蔽掉，让列表回归清爽。

内存泄漏动态分析技巧

• 1、在 Display Settings 界面建议把 Snapshot Interval （snapʃɒt, 数据快照）间隔时间设置为10秒，勾选Automatic Snapshotting，Leaks 会自动进行内存捕捉分析。（新版本直接在底部修改）
• 2、熟练使用 Leaks 后会对内存泄漏判断更准确，在可能导致泄漏的操作里，在你怀疑有内存泄漏的操作前和操作后，可以点击 Snapshot Now 进行手动捕捉。
• 3、开始时如果设备性能较好，可以把自动捕捉间隔设置为 5 秒钟。
• 4、使用ARC的项目，一般内存泄漏都是 malloc、自定义结构、资源引起的，多注意这些地方进行分析。
• 5、开启ARC后，内存泄漏的原因
  开启了ARC并不是就不会存在内存问题，苹果有句名言：ARC is only for NSObject。
  注：如果你的项目使用了ARC，随着你的操作，不断开启或关闭视图，内存可能持续上升，但这不一定表示存在内存泄漏，ARC释放的时机是不固定的。

补充

• 1、Extended Detail

Extended Detail 扩展面板（ɛkˈstɛnd,延展 diːteɪl,细节详情），在时间探查仪器的情况下，它是用来跟踪显示堆栈。

• 2、Record Settings 记录设置

使用 Instruments的Time Profiler工具

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。

用来检测app中每个方法所用的时间，并且可以排序，并查找出哪些函数占用了大量时间。页面如下

我们可以发现这段时间内因为我项目里面使用了Charts占用了很大的一段时间消耗

使用 Instruments 的Allocations工具

内存泄漏。其实有两种泄漏。

• 第一个是真正的内存泄漏，一个对象尚未被释放，但是不再被引用的了。因此，存储器不能被重新使用。
• 第二类泄漏是比较麻烦一些。这就是所谓的“无界内存增长”。这发生在内存继续分配，并永远不会有机会被释放。
  如果永远这样下去你的程序占用的内存会无限大,当超过一定内存的话 会被系统杀死

两种检测内存泄漏的方法

• 1、静态内存分析--> Analyze
• 2、动态内存分析(Profile == Instruments )

静态内存分析--> Analyze

分析到哪里有内存泄露 ( an(ə)lʌɪz 爱ne来z 对...分析）
1.不运行程序， app没有了Crash,直接对代码进行内存分析，查看一下代码是否有内存泄露
优点：分析速度快，并且可以对所有的代码进行内存分析
缺点：分析结果不一定准确（没有运行程序，根据代码的上下文语法结构）
2.注意：如果有提示有内存泄露，一定结合代码查看代码是否有问题
操作步骤:
1、Analyze是静态分析工具 可以通过菜单 Product→Analyze启动
或者
2、(shift+command+b) 图八

动态内存分析

真正运行程序，对程序进行内存分析（查看内存分配情况、内存泄露）
优点：分析非常准确，如果发现有提示内存泄露，基本可以断定代码问题
缺点：分析效率低（真正运行了一段代码，才能对该代码进行内存分析）
注意点：如果发现有内存泄露，基本需要修改代码（基本有内泄露）
操作步骤: Product -->Profile-->Allocations

二.内存使用注意

• 1.加载小图片\使用频率比较高的图片
  • 利用imageNamed:方法加载过的图片, 永远有缓存, 这个缓存是由系统管理的, 无法通过代码销毁缓存
• 2.加载大图片\使用频率比较低的图片(一次性的图片, 比如版本新特性的图片)
  • 利用
    initWithContentsOfFile:\imageWithContentsOfFile:\imageWithData:等方法加载过的图片, 没有缓存, 只要用完了, 就会自动销毁
  • 基本上, 除imageNamed:方法以外, 其他加载图片的方式, 都没有缓存

三.2个专业术语

• 1.内存泄漏：该释放的对象, 没有被释放(已经不再使用的对象, 没有被释放)
• 2.内存溢出(Out Of Memory)
  • 1、内存不够用了
  • 2、数据长度比较小的数据类型 存储了 数据长度比较大的数据

四.图片在沙盒中的存在形式(dɪˈplɔɪm(ə)nt,部署)

• 1.如果项目的Deployment Target <= 6.x (不支持图片压缩)
  • 1、 所有图片直接暴露在沙盒的资源包(main Bundle), 不会压缩到Assets.car文件
• 2.如果项目的Deployment Target >= 7.x (支持图片压缩)
  • 1、 放在Images.xcassets里面的所有图片会压缩到Assets.car文件, 不会直接暴露在沙盒的资源包(main Bundle)
  • 2、 没有放在Images.xcassets里面的所有图片会直接暴露在沙盒的资源包(main Bundle), 不会压缩到Assets.car文件
• 3.总结
  • 1、 会压缩到Assets.car文件, 没有直接暴露在沙盒的资源包(main Bundle)