线上卡顿问题，主线程检测诊断与实战

IOS

2023-12-16 10:48:30

前言

在移动开发中，流畅性是衡量用户体验的重要指标之一。卡顿是影响用户体验的重要因素，而主线程卡顿则是线上卡顿问题中较为常见的一种。本文将介绍如何检测和诊断主线程卡顿，并分享实战中遇到的经验，帮助开发人员快速解决线上卡顿问题，提升用户体验。

如何检测主线程卡顿

检测主线程卡顿的方法有很多，这里介绍两种常用的方法：

1. Instruments 工具

Instruments 工具是 Apple 官方提供的性能分析工具，可以用来分析应用程序的性能，包括检测主线程卡顿。使用 Instruments 工具检测主线程卡顿的方法如下：

打开 Instruments 工具。
选择 "Time Profiler" 模版。
在 "Target" 菜单中选择需要分析的应用程序。
点击 "Record" 按钮开始录制。
触发主线程卡顿。
点击 "Stop" 按钮停止录制。
在 "Recording" 选项卡中查看主线程的执行时间，如果出现长时间的执行，则表明可能存在主线程卡顿。

2. 自定义检测

除了 Instruments 工具，还可以使用自定义检测的方式来检测主线程卡顿。这种方法需要在应用程序中添加代码，来检测主线程的执行时间。检测代码可以放在应用程序的 AppDelegate 中，如下所示：

- (void)applicationDidFinishLaunching:(UIApplication *)application {
    // ...
    
    // 添加主线程卡顿检测
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1 target:self selector:@selector(checkMainQueue) userInfo:nil repeats:YES];
}

- (void)checkMainQueue {
    CFRunLoopRef runLoop = CFRunLoopGetMain();
    CFStringRef runLoopMode = CFRunLoopCopyCurrentMode(runLoop);
    
    // 获取当前时间
    CFAbsoluteTime now = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    
    // 获取主线程上次执行时间
    CFDictionaryRef runLoopInfo = CFRunLoopCopyCurrentModeInfoForRef(runLoop, runLoopMode);
    CFNumberRef lastExecutionTime = CFDictionaryGetValue(runLoopInfo, kCFRunLoopRunTime);
    
    // 计算主线程本次执行时间
    CFAbsoluteTime executionTime = now - [(__bridge NSNumber *)lastExecutionTime doubleValue];
    
    // 如果主线程执行时间大于阈值，则认为发生主线程卡顿
    if (executionTime > 0.1) {
        NSLog(@"主线程卡顿：%.3fms", executionTime * 1000);
    }
    
    // 释放资源
    CFRelease(runLoopMode);
    CFRelease(runLoopInfo);
}

诊断主线程卡顿

检测到主线程卡顿后，需要进一步诊断卡顿的原因。诊断主线程卡顿的方法如下：

使用 Instruments 工具 ：Instruments 工具提供了 "Stacks" 选项卡，可以查看主线程在卡顿时执行的函数调用栈。通过分析调用栈，可以定位主线程卡顿的具体位置。
使用自定义诊断 ：除了 Instruments 工具，还可以使用自定义诊断的方式来诊断主线程卡顿。这种方法需要在应用程序中添加日志，来记录主线程的执行时间和调用栈。日志可以保存在本地文件中，或者发送到远程服务器。

实战经验

在实际项目中，我们遇到过各种各样的主线程卡顿问题，并总结了一些经验：

避免在主线程执行耗时操作 ：主线程是应用程序与用户交互的线程，因此在主线程执行耗时操作会阻塞用户交互。尽量将耗时操作放在后台线程中执行。
合理使用GCD ：GCD 是并行编程的利器，但如果使用不当也会导致主线程卡顿。在使用 GCD 时，需要考虑队列的优先级和并发度，避免主线程队列出现过多的并发任务。
注意内存泄漏 ：内存泄漏会导致应用程序占用越来越多的内存，从而影响应用程序的性能，包括主线程的执行速度。需要定期检查应用程序的内存使用情况，及时释放不再使用的内存。
优化 UI 渲染 ：UI 渲染也是主线程卡顿的一个常见原因。尽量使用轻量级的控件，避免使用复杂的 UI 布局。可以使用 Instruments 工具的 "Core Animation" 选项卡来分析 UI 渲染的性能。