一.工欲善其事必先利其器

time profile時間分析工具用來檢測應用CPU的使用情況.可以看到應用程序中各個方法正在消耗CPU時間.使用大量CPU不一定是個問題.客戶端中動畫就對CPU依賴就非常高，動畫本身也是非常苛刻且耗費資源較多的任務.

Time Profiler幫助我們分析代碼的執行時間，找出導致程序變慢的原因，告訴我們“時間都去哪兒了？”。

Time Profiler分析原理：它按照固定的時間間隔來跟蹤每一個線程的堆棧信息，通過統計比較時間間隔之間的堆棧狀態，來推算某個方法執行了多久，并獲得一個近似值。其實從根本上來說與我們的原始分析方法異曲同工，只不過其將各個方法消耗的時間統計起來。

原始的性能分析方法

這種分析方法估計是很多開發人員第一時間想到的，寫個單元測試，在開始和結束的地方記錄時間。
示例代碼：

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

這種方法的缺點有以下幾點:

• 1、測試效率太低，很多性能瓶頸是很難預估到的，需要從上層到下層進行逐步排除；
• 2、無法對界面渲染的效率進行測試，找出界面性能瓶頸；
• 3、NSLog的分析不夠精確，可能在模擬器上由于開發設備性能速度快，無法明顯區分出性能瓶頸。

二.使用Time Profiler前須知

1.當點擊Time Profiler應用程序開始運行后.就能獲取到整個應用程序運行消耗時間分布和百分比.為了保證數據分析在統一使用場景真實行有如下點需要注意:

在開始進行應用程序性能分析的時候,一定要使用真機,模擬器運行在Mac上，然而Mac上的CPU往往比iOS設備要快。相反，Mac上的GPU和iOS設備的完全不一樣，模擬器不得已要在軟件層面（CPU）模擬設備的GPU，這意味著GPU相關的操作在模擬器上運行的更慢，尤其是使用CAEAGLLayer來寫一些OpenGL的代碼時候. 這就導致模擬器性能數據和用戶真機使用性能數據相去甚運.

2.另外在開始性能分析前另外一件重要的事情是，應用程序運行一定要發布配置 而不是調試配置.

在發布環境打包的時候，編譯器會引入一系列提高性能的優化，例如去掉調試符號或者移除并重新組織代碼.另iOS引入一種"Watch Dog"[看門狗]機制.不同的場景下，“看門狗”會監測應用的性能。如果超出了該場景所規定的運行時間，“看門狗”就會強制終結這個應用的進程.開發者可以crashlog看到對應的日志.但Xcode在調試配置下會禁用"Watch Dog".

三.time profiler的主界面(幾個需要關注的重點區域)

general.png

• 視圖開關:分別為三個視圖的開關，全部選上可達到主界面截圖效果。
• 搜索條:如果您需要快速查找具體的類或函數，可在些輸入類名或者函數名，會有意想不到的效果。
• 數據可視化面板:可在此設置您需要關注的范圍，以便將不相干的內容過濾掉。
• 詳情面板:在time profiler下主要是看Call Tree和Sample List這兩種視圖：

detail-1.png

調用樹（Call Tree）

detail-tree.png

• Running Time：函數運行的時間，這個時間是累積時間
• Self：在棧頂次數
• Symbol Name：被調用函數的符號信息

從詳情面板Call Tree與相關內容擴展詳情面板對應的關系圖：

detail-show.png

詳情面板更多的信息選項

detail-more.png

樣本列表（Sample List）

detail-shample.png

• Timestamp：采樣的開始時間
• Dep：堆棧深度
• CPU：線程運行在那一個CPU上
• Process：進程名稱
• Thread：所在的線程名稱
• Hot Frame：采樣中調用最多的函數
• Responsible Library：調用該函數的庫
• Responsible Caller：調用該函數的函數

選項視圖參數設置

param.png

• Separate byt Thread（建議選擇）：通過線程分類來查看那些純種占用CPU最多。
• Invert Call Tree（不建議選擇）：調用樹倒返過來，將習慣性的從根向下一級一級的顯示，如選上就會返過來從最底層調用向一級一級的顯示。如果想要查看那個方法調用為最深時使用會更方便些。
• Hide Missing Symbols（建議選擇）：隱藏丟失的符號，比如應用或者系統的dSYM文件找不到的話，在詳情面板上是看不到方法名的，只能看一些讀不明的十六進值，所以對我們來說是沒有意義的，去掉了會使閱讀更清楚些。
• Hide System Libraries（建議選擇）：選上它只會展示與應用有關的符號信息，一般情況下我們只關心自己寫的代碼所需的耗時，而不關心系統庫的CPU耗時。
• Flatten Recursion（一般不選）：選上它會將調用棧里遞歸函數作為一個入口。
• Top Functions（可選）：選上它會將最耗時的函數降序排列，而這種耗時是累加的，比如A調用了B，那么A的耗時數是會包含B的耗時數。

四.使用技巧

• 1.圖標為黑色頭像的就是Time Profiler給我們的提示，有可能存在性能瓶頸的地方
• 2.按著option鍵在主界面6中通過拖動鼠標來選擇需要過濾的時間段
• 3.Command+F查找過濾的函數名或者類名
• 4.關聯代碼

skill.png

5.Call Tree Constraints過濾

constraint.png

• Count：設置調用的次數(調用2次以上的方法)
• Time (ms)：設置耗時范圍(耗時20毫秒以上的方法)

篩選結果示例圖

result.png

參考博客地址:
【Instrument】Time Profiler
iOS性能優化
全棧工程師