一、介紹說明
Instrument是
性能分析、動態(tài)跟蹤和分析OS X和iOS代碼的測試工具。常見有CPU性能測試、圖形性能測試、內(nèi)存性能測試等，可以讓您追蹤程序運行的過程，收集數(shù)據(jù)，并檢查所收集的數(shù)據(jù)。1、通過Xcode工具欄中Product->Profile(command+i)啟動界面
2、建議使用真機測試，數(shù)據(jù)會更可靠。模擬器運行和真機運行的CPU有差別。
3、應用程序運行一定要發(fā)布配置 而不是調(diào)試配置。
1、界面如下：
2、功能說明：
1.追蹤代碼中的（甚至是那些難以復現(xiàn)的）問題；\
2.分析程序的性能（CPU、內(nèi)存性能等）；
3.實現(xiàn)程序的自動化測試；
4.部分實現(xiàn)程序的壓力測試；
5.執(zhí)行系統(tǒng)級別的通用問題追蹤調(diào)試；
6.了解程序的內(nèi)部運行過程。
3、常用模板：
Leaks（泄漏）：一般的查看內(nèi)存使用情況，檢查泄漏的內(nèi)存，并提供了所有活動的分配和泄漏模塊的類對象分配統(tǒng)計信息以及內(nèi)存地址歷史記錄；
Time Profiler（時間探查）：執(zhí)行對系統(tǒng)的 CPU上運行的進程低負載時間為基礎采樣。
Allocations（內(nèi)存分配）：跟蹤過程的匿名虛擬內(nèi)存和堆的對象提供類名和可選保留/釋放歷史；
Activity Monitor（活動監(jiān)視器）：顯示器處理的 CPU、內(nèi)存和網(wǎng)絡使用情況統(tǒng)計；
Blank（空模板）：創(chuàng)建一個空的模板，可以從Library 庫中添加其他模板；
Automation（自動化）：這個模板執(zhí)行它模擬用戶界面交互為 iOS 手機應用從 instrument 啟動的腳本；
Core Data：監(jiān)測讀取、緩存未命中、保存等操作，能直觀顯示是否保存次數(shù)遠超實際需要。
Cocoa Layout：觀察約束變化，找出布局代碼的問題所在。
Network：跟蹤 TCP/IP和 UDP/IP 連接。
Automations：創(chuàng)建和編輯測試腳本來自動化 iOS 應用的用戶界面測試。
4、工具界面:
1、控制記錄過程，點擊紅色的"記錄"按鈕可以停止或開始當前正在分析的app（在記錄和停止按鈕之間切換），暫停鍵，暫停當前正在運行的app。
2、執(zhí)行計時器（run timer），計時器記錄著正在分析的app執(zhí)行了多長時間、執(zhí)行了多少次。如果你使用記錄控制按鈕來停止你的app，然后重啟，這將創(chuàng)建一個新的運行記錄，同時會顯示"Run 2 of 2"。
3、被稱作路徑（track），如你選擇的Time Profiler工具而言，因為只有一個工具，所以這里只有一條路徑。
4、詳情面板，展示你正在使用的工具的主要信息。如圖展示的是最"笨重（hottest）"的方法—即占用CPU時間最長的方法。點擊上方的bar會看到Call Tree（左手邊的那個）并選中Sample List，會看到數(shù)據(jù)的不同視圖，視圖展示了每一個示例。點擊其中幾個，會在Extended Detail inspector中看到被捕獲的堆棧跟蹤。
5、檢查器（inspector）面板，一共有三個檢查器：record setting（記錄設置），display setting（展示設置），和extends detail（擴展詳情）。
5、Call Tree各個選項和功能：
Separate by Thread： 每個線程應該分開考慮。只有這樣你才能揪出那些大量占用CPU的"重"線程
Invert Call Tree： 從上到下跟蹤堆棧，表中的方法將從第0幀開始取樣，也就是說FuncA{FunB{FunC}} 勾選此項后堆棧以C->B-A 把調(diào)用層級最深的C顯示在最外面
Hide Missing Symbols： 如果dSYM無法找到你的app或者系統(tǒng)框架的話，那么表中看不到方法名只能看到十六進制的數(shù)，如果勾線此項可以隱藏這些符號，便于簡化數(shù)據(jù)
Hide System Libraries： 勾選此項會顯示app的代碼，這是非常有用的，因為通常你只關心cpu花在自己代碼上的時間不是系統(tǒng)上的時間
Show Obj-C Only： 只顯示oc代碼，如果你的程序是像OpenGl這樣的程序，則不要勾選，因為他有可能是C++的
Flatten Recursion： 遞歸函數(shù)， 每個堆棧跟蹤一個條目
Top Functions： 這個選項讓 Instruments 將一個函數(shù)的整個CPU 時間看成是在該函數(shù)中用去的 CPU 時間的總合，也就是該函數(shù)調(diào)用了的所有函數(shù)所花去的時間。比如函數(shù) A 調(diào)用了函數(shù) B，則 A 的時間就是 A 花去的時間加上 B 花去的時間。它允許你在追溯調(diào)用棧時獲得最大的時間數(shù)，在你最耗時的方法上歸零。
二、工具使用
1、Time Profiler
時間分析工具：
用來檢測
CPU性能、各個方法執(zhí)行的時間
1.選擇 Time Profiler，并點擊Choose按鈕。
2.選擇正確的設備和應用程序
3.點擊紅色按鈕運行后，就能得到 CPU 性能的結(jié)果
4.勾選右邊Call Tree中Separate by Thread、Invert Call Tree 和 Hide System Libraries選項后，可以看到對應的代碼執(zhí)行耗時
例如下面的結(jié)果，找出哪一行的 Weight 列上有最大的百分比。注意 Main Thread 一行使用了一個很大的 CPU 百分比。點擊左邊的小箭頭，展開這行，不停向下展開直到看到你自己的方法（有一個人像圖標標出的方法）?？赡苣承?shù)字略有不同，但各行數(shù)據(jù)的順序應當類似如下所示：
可以看到大量的時間被花在了使用“tonal”濾鏡的方法上。接下來找出這個方法中到底做了些什么。
5.雙擊該方法，可以看到代碼詳情。打開如下這個界面：
發(fā)現(xiàn)不太好提升性能：創(chuàng)建 CGImage 方法本身花費的時間就是需要這么長，那么可以看看 applyTonalFilter()方法是如何調(diào)用的。在代碼視圖的頂部，點擊面包屑導航尾部的 Root，回到之前的界面：
現(xiàn)在點擊頂部applyTonalFilter 左邊的小箭頭。這會顯示出 applyTonalFilter 的調(diào)用者。你還需要展開下一行，在 Profile Swift 時，有時候會在調(diào)用樹中存在一些相同的行，前綴中包含 @objc。你感興趣的是第一行，它以一個人像圖標作為前綴，這表明它屬于你 app 的 target：
可以看到調(diào)用者是 collection view 的(_:cellForItemAt:)方法。雙擊這行可以查看相關源代碼如下圖：
不難看出第 75 行，這個方法使用了耗時的 tonal 濾鏡，而且它是直接在 collectionView(_:cellForItemAt:) 方法中調(diào)用的，這樣每當獲取一張濾鏡圖片的時候就會對主線程（以及整個 UI）造成阻塞。
要解決這個問題，需要采取兩個措施：首先，使用 DispatchQueue.global().async 方法將圖像濾鏡的生成拆解到后臺線程中進行；然后在圖像生成后對圖像進行緩存。判斷如果有緩存則直接用緩存。
現(xiàn)在需要回到 Xcode進行代碼操作：
1、可以手動找出你在 Instruments 中看到的源代碼
2、更簡單的方法，面板的代碼上面有個 Open in Xcode按鈕，點擊它Xcode 會自動打開并定位到正確的地方：
2、Core Animation
評估圖形性能
用于調(diào)試
離屏渲染，繪圖，動畫，圖層混合等GPU耗時操作
1.選擇 Core Animation，并點擊 Choose按鈕。
2.選擇正確的設備和應用程序
3.點擊紅色按鈕運行后，隨著我們操作 App，就能得到數(shù)據(jù)
在右邊面板的 Settings 區(qū)域，我們可以看到多個 Debug Options：
Color Blended Layers
這個選項基于渲染程度對屏幕中的混合區(qū)域進行綠到紅的高亮顯示，越紅表示性能越差，會對幀率等指標造成較大的影響。紅色通常是由于多個半透明圖層疊加引起。
Color Hits Green and Misses Red
當 UIView.layer.shouldRasterize = YES時，耗時的圖片繪制會被緩存，并當做一個簡單的扁平圖片來呈現(xiàn)。這時候，如果頁面的其他區(qū)塊(比如 UITableViewCell 的復用)使用緩存直接命中，就顯示綠色，反之不命中，就顯示紅色。紅色越多，性能越差。因為柵格化生成緩存的過程是有開銷的，如果緩存能被大量命中和有效使用，則總體上會降低開銷，反之則意味著要頻繁生成新的緩存，這會讓性能問題雪上加霜。
Color Copied Images
對于GPU 不支持的色彩格式的圖片只能由 CPU來處理，把這樣的圖片標為藍色。藍色越多，性能越差。因為，我們不希望在滾動視圖的時候，由 CPU 來處理圖片，這樣可能會對主線程造成阻塞。
Color Immediately
通常 Core Animation Instruments 以每毫秒 10 次的頻率更新圖層調(diào)試顏色。對某些效果來說，這顯然太慢了。這個選項就可以用來設置每幀都更新（可能會影響到渲染性能，而且會導致幀率測量不準，所以不要一直都設置它）。
Color Misaligned Images
這個選項檢查了圖片是否被縮放，以及像素是否對齊。圖片被放縮的會被標記為黃色，像素不對齊則會標注為紫色。黃色、紫色越多，性能越差。
Color Offscreen-Rendered Yellow
這個選項會把那些離屏渲染的圖層顯示為黃色。黃色越多，性能越差。這些顯示為黃色的圖層很可能需要用 shadowPath或者 shouldRasterize來優(yōu)化。
Color OpenGL Fast Path Blue
這個選項會把任何直接使用 OpenGL 繪制的圖層顯示為藍色。藍色越多，性能越好。如果僅僅使用UIKit或者 Core Animation 的 API，那么不會有任何效果。如果使用 GLKView 或者CAEAGLLayer，那如果不顯示藍色塊的話就意味著你正在強制 CPU 渲染額外的紋理，而不是繪制到屏幕。
Flash Updated Regions
這個選項會把重繪的內(nèi)容顯示為黃色。不該出現(xiàn)的黃色越多，性能越差。通常我們希望只是更新的部分被標記為黃色。
3、Leaks
用來檢測內(nèi)存泄露
1.選擇 Leaks，并點擊 Choose按鈕。
2.選擇正確的設備和應用程序
3.點擊紅色按鈕運行后，隨著我們操作 App，就能得到數(shù)據(jù)
4.可在下圖這個位置選擇，展示的不同模式
5.在Call Trees模式下，在Settings 中勾選 Invert Call Tree 或 Hide System Libraries，或其他選項可以過濾顯示的數(shù)據(jù)。
6.出現(xiàn)內(nèi)存泄露的情況
7.選中上圖的Leak Checks 一欄
8.然后點擊導航欄切換到“Call Tree”模式
9.勾選右邊的詳細窗口 Display Settings中的 Call Tree中 Separate by Thread和 Hide System Libraries兩個選項,Hide System Libraries作用是隱藏系統(tǒng)函數(shù)。能方便的看到程序中代碼所在的位置。
10.勾選之后，雙擊一下就會來到內(nèi)存泄漏的地方
參考資料：
http://www.lxweimin.com/p/e6b4726b4439
http://www.lxweimin.com/p/660c4601cfc8
