性能优化02.4：Time Profiler

Time Profiler简介

Time Profiler 见名知意：CPU分析工具-时间分析工具，它会按照设定的时间间隔（默认1毫秒）来跟踪每一线程的堆栈信息（stacktrace），并通过比较时间间隔之间的堆栈状态，来推算出某个方法执行了多久，给出一个近似值。

Time Profiler使用须知

当点击 Time Profiler 应用程序开始运行后，就能获取到整个应用程序运行消耗时间分布和百分比.为了保证数据分析在统一使用场景真实行有如下点需要注意:

• 在开始进行应用程序性能分析的时候,一定要使用 真机，模拟器运行在Mac上，然而Mac上的CPU往往比iOS设备要快。相反，Mac上的GPU和iOS设备的完全不一样，模拟器不得已要在软件层面（CPU）模拟设备的GPU，这意味着GPU相关的操作在模拟器上运行的更慢，尤其是使用CAEAGLLayer来写一些OpenGL的代码时候. 这就导致模拟器性能数据和用户真机使用性能数据相去甚运.

• 另外在开始性能分析前另外一件重要的事情是，应用程序运行一定要 Release版本 而不是 Debug版本

• 在发布环境打包的时候，编译器会引入一系列提高性能的优化，例如去掉调试符号或者移除并重新组织代码，另iOS引入一种 Watch Dog [看门狗]机制。不同的场景下，看门狗 会监测应用的性能。如果超出了该场景所规定的运行时间，看门狗 就会强制终结这个应用的进程，开发者可以 crashlog 看到对应的日志，但Xcode在调试配置下会禁用 Watch Dog 。

Time Profiler的使用

1. 首先用Xcode打开你的项目。比如我的项目 FJReading。

2. 修改 Edit Scheme 为 Release 版本如下:

因为Release环境下的才是正确的配置：

3. 打开Instrument -> Time Profiler

4. 界面的整体如下:

• weight：整体运行时长和比例
• self weight：自己代码的运行时长和比例
• Symbol Name：被调用函数的符号信息，可以切换为实际调用的方法

5. 选择真机和你要调试的App

6. 点击Start按钮，Time Profiler就开始记录App的运行情况

7. 可以看到在CPU使用过高的位置对应的具体调用栈

打开Time Profiler调试工具进入到调试界面,选择你的真机和项目，点击左上角红色原点（启动程序按钮）之后便可以看到如下图的时间消耗：

8. CallTree选项介绍

但是我们发现这些信息只能显示到底层的线程Runloop耗时，并不能帮助我们定位到具体的代码中去，下面介绍CallTree选项的勾选操作以及含义。这些选项默认是不选的，但把它们勾选上可以帮你更快定位到关键的代码上，往往这也是问题的源头。

• Separate by Thread（建议选择）：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。

• Invert Call Tree（建议选择）：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。

• Hide Missing Symbols（建议选择）：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。

• Hide System Libraries（建议选择）：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。

• Flattern Recursion（一般不选）：拼合递归。将同一递归函数产生的多条堆栈（因为递归函数会调用自己）合并为一条。

• Top Functions（可选）：找到最耗时的函数或方法。

9. 根据这些时间对应代码便可以做一些优化，减少重复的耗时逻辑优化CPU。我用上面的流程查看了我写的代码基本上是没有太耗时的操作，perfect。

写一个demo具体定位耗时

1. 创建一个demo项目，写如下代码：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //单元测试
    NSDate * startDate = [NSDate date];
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        NSString *string = @"123";
        string = [string stringByAppendingString:@"abc"];
        NSLog(@"%@", string);
    }
    NSDate *endDate = [NSDate date];
    NSTimeInterval interval = [endDate timeIntervalSinceDate:startDate];
    NSLog(@"time = %f",interval);
}

2. 我们查看一下CPU耗时操作：

可以看到ViewController中占用大量的时间763ms，双击函数调用进入里面看看：

3. 我们注释掉打印重新跑一遍代码看看效果

for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    @autoreleasepool {
        NSString *string = @"123";
        string = [string stringByAppendingString:@"abc"];
//            NSLog(@"%@", string);
    }
}

查看结果如下:

结论:由此可见，耗时操作明显下降了。