iOS卡顿监控方案全攻略

IOS

2023-10-02 06:07:14

iOS卡顿监控是开发中必不可少的一环，它能帮助开发者及时发现和修复卡顿问题，提升用户体验。本文将全面汇总iOS卡顿监控方案，从基础原理到具体实现，为开发者提供一份详尽的指南。

卡顿监控原理

卡顿本质上是CPU处理不过来的表现，当CPU处理不过来时，就会导致掉帧，从而产生卡顿现象。iOS卡顿监控的原理就是通过监控CPU的使用情况，来判断是否发生了卡顿。

卡顿监控方案

FPS监控

FPS（Frames Per Second）是衡量动画流畅度的重要指标。iOS系统中，每一帧的渲染时间约为16ms，如果FPS低于60，就会出现卡顿。可以通过Core Animation API中的CADisplayLink来监控FPS。

子线程Ping

子线程Ping是通过向子线程发送消息，来判断子线程是否卡顿。如果子线程卡顿，则消息处理时间会变长，从而可以检测到卡顿。

Runloop监控

Runloop是iOS系统中处理事件循环的机制。可以通过hook Runloop的回调函数，来监控Runloop的执行时间。如果Runloop执行时间过长，则说明发生了卡顿。

hook objc_msgSend

objc_msgSend是Objective-C中发送消息的底层函数。可以通过hook objc_msgSend，来监控消息的执行时间。如果消息执行时间过长，则说明发生了卡顿。

Instruments

Instruments是苹果官方提供的性能分析工具。可以通过Instruments中的Time Profiler和Allocations工具，来分析代码的执行时间和内存分配情况，从而发现卡顿问题。

卡顿监控实现

FPS监控

- (void)startFPSMonitoring {
    CADisplayLink *displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(handleDisplayLink:)];
    [displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

- (void)handleDisplayLink:(CADisplayLink *)displayLink {
    _fps = 1.0 / displayLink.duration;
}

子线程Ping

- (void)startThreadPing {
    _pingTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(handlePingTimer:) userInfo:nil repeats:YES];
}

- (void)handlePingTimer:(NSTimer *)timer {
    // 向子线程发送消息
    [self performSelector:@selector(ping) onThread:_pingThread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

Runloop监控

- (void)startRunloopMonitoring {
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
        // Runloop执行时间过长
    });
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
}

hook objc_msgSend

IMP originalImp = class_getMethodImplementation(objc_getClass("NSObject"), @selector(method:));
IMP myImp = imp_implementationWithBlock(^(id self, SEL _cmd) {
    // 监控消息执行时间
    [self method:_cmd];
});
class_replaceMethod(objc_getClass("NSObject"), @selector(method:), myImp, originalImp);