13 | 如何利用 RunLoop 原理去监控卡顿？

卡顿问题，就是在主线程上无法响应用户交互的问题。
现在，我们先来看一下导致卡顿问题的几种原因：
1.复杂 UI 、图文混排的绘制量过大；
2.在主线程上做网络同步请求；
3.在主线程做大量的IO 操作；
4.运算量过大，CPU持续高占用；
5.死锁和主子线程抢锁。

RunLoop 原理

对于iOS开发来说，监控卡顿就是要去找到主线程上都做了哪些事儿。我们都知道，线程的消息事件是依赖于NSRunLoop 的，所以从NSRunLoop入手，就可以知道主线程上都调用了哪些方法。我们通过监听 NSRunLoop 的状态，就能够发现调用方法是否执行时间过长，从而判断出是否会出现卡顿。
所以，我推荐的监控卡顿的方案是：通过监控 RunLoop 的状态来判断是否会出现卡顿。
RunLoop 的目的是，当有事件要去处理时保持线程忙，当没有事件要处理时让线程进入休眠。

如何检查卡顿？

要想监听 RunLoop，你就首先需要创建一个 CFRunLoopObserverContext 观察者，代码如下：

CFRunLoopObserverContext context = {0,(__bridge void*)self,NULL,NULL};
runLoopObserver = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,kCFRunLoopAllActivities,YES,0,&runLoopObserverCallBack,&context);
将创建好的观察者 runLoopObserver 添加到主线程 RunLoop 的 common 模式下观察。然后，创建一个持续的子线程专门用来监控主线程的 RunLoop 状态。

一旦发现进入睡眠前的 kCFRunLoopBeforeSources 状态，或者唤醒后的状态 kCFRunLoopAfterWaiting，在设置的时间阈值内一直没有变化，即可判定为卡顿。接下来，我们就可以 dump 出堆栈的信息，从而进一步分析出具体是哪个方法的执行时间过长。

开启一个子线程监控的代码如下：

//创建子线程监控

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    //子线程开启一个持续的 loop 用来进行监控
    while (YES) {
        long semaphoreWait = dispatch_semaphore_wait(dispatchSemaphore, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3 * NSEC_PER_SEC));
        if (semaphoreWait != 0) {
            if (!runLoopObserver) {
                timeoutCount = 0;
                dispatchSemaphore = 0;
                runLoopActivity = 0;
                return;
            }
            //BeforeSources 和 AfterWaiting 这两个状态能够检测到是否卡顿
            if (runLoopActivity == kCFRunLoopBeforeSources || runLoopActivity == kCFRunLoopAfterWaiting) {
                //将堆栈信息上报服务器的代码放到这里
            } //end activity
        }// end semaphore wait
        timeoutCount = 0;
    }// end while
});

代码中的 NSEC_PER_SEC，代表的是触发卡顿的时间阈值，单位是秒。可以看到，我们把这个阈值设置成了3秒。那么，这个3秒的阈值是从何而来呢？这样设置合理吗？其实，触发卡顿的时间阈值，我们可以根据 WatchDog 机制来设置。WatchDog 在不同状态下设置的不同时间，如下所示：

image.png

通过WatchDog 设置的时间，我认为可以把启动的阈值设置为10秒，其他状态则都默认设置为3秒。总的原则就是，要小于 WatchDog的限制时间。当然了，这个阈值也不用小得太多，原则就是要优先解决用户感知最明显的体验问题。