RunLoop下的卡頓監控

在開發中,我們可以使用Xcode自帶的Instruments工具的Core Animation來對APP運行流暢度進行監控,使用FPS這個值來衡量。這個工具我們只能知道哪個界面會有卡頓,無法知道到底是什么操作哪個函數導致的卡頓。

屏幕快照 2016-12-06 下午10.09.40.png

界面出現卡頓,一般是下面幾種原因:

  • 主線程做大量計算
  • 主線程大量的I/O操作
  • 大量的UI繪制
  • 主線程進行網絡請求以及數據處理
  • 離屏渲染

監控界面卡頓,主要是監控主線程做了哪些耗時的操作,之前的文章中已經分析過,iOS中線程的事件處理依靠的是RunLoop,正常FPS值為60,如果單次RunLoop運行循環的事件超過16ms,就會使得FPS值低于60,如果耗時更多,就會有明顯的卡頓。

正常RunLoop運行循環一次的流程是這樣的:

SetupThisRunLoopRunTimeOutTimer();
do {
        __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers);
        __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources);
  
        __CFRunLoopDoBlocks();
        __CFRunLoopDoSource0(); // 處理source0事件,UIEvent事件,比如觸屏點擊

        CheckIfExitMessagesInMainDispatchQueue(); // 檢查是否有分配到主隊列中的任務

        __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting);
        var wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts(); // 開始休眠,等待ma ch_msg事件
        
        // mach_msg_trap
        // ZZz.....   sleep
        // Received mach_msg,  wake up
        
        __CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting); // 被事件喚醒
        // Handle msgs
        if (wakeUpPort == timePort) { // 被喚醒的事件是timer
              __CFRunLoopDoTimers(); 
        } else if (wakePort == mainDispatchQueuePort) { // 主隊列有調度任務
              __CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__();
        } else { // source1事件,UI刷新,動畫顯示
              __CFRunLoopDoSource1();
        }
        __CFRunLoopDoBlocks();
} while (!stop && !timeout)

從這個運行循環中可以看出,RunLoop休眠的事件是無法衡量的,處理事件的部分主要是在kCFRunLoopBeforeSources之后到kCFRunLoopBeforeWaiting之前kCFRunLoopAfterWaiting 之后和運行循環結束之前這兩個部分

監控這兩個部分的耗時,使用CFRunLoopObserverRef來監控RunLoop的狀態:

創建信號量&獲取Runloop的狀態

使用信號量dispatch_semaphore來控制對RunLoop狀態判斷的節奏,這個可以保證,每個RunLoop狀態的判斷都會進行。
對RunLoop狀態的判斷,我們專門在另外一個線程做判斷。

需要注意的是,對卡頓的判斷是通過kCFRunLoopBeforeSources或者kCFRunLoopBeforeWaiting這兩個狀態開始后,信號量+1,這時候信號量>0,dispatch_semaphore_wait不會阻塞,返回0,進行下一個while循環,如果此時還沒有進入下一個RunLoop狀態,此時信號量=0,dispatch_semaphore_wait就會在這里阻塞,到了設定的超時時間,dispatch_semaphore_wait的返回值>0,這時候就會進行耗時的判斷。
我們可以自己設定超時時間和超過多少次算卡頓,這里設置超過250ms。

子線程監控
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