Xcode除錯工具Instruments指南 - CSDN部落格

摘要： 主要途徑是參考蘋果官方文件，所以介紹以翻譯官方文件為主。由於內容比較多，會分階段來介紹。 以下來自蘋果官方文件中對 Instruments 描述 介紹 Instruments 是一個強大而靈活的效能分析和測試工具，它是 Xcode 開發工具集的一部分，它被設計用於幫助分析 O...

主要途徑是參考蘋果官方文件，所以介紹以翻譯官方文件為主。由於內容比較多，會分階段來介紹。

以下來自蘋果官方文件中對 ofollow,noindex" target="_blank">Instruments 描述

介紹

Instruments 是一個強大而靈活的效能分析和測試工具，它是 Xcode 開發工具集的一部分，它被設計用於幫助分析 OS X 和 iOS 的應用、程序與裝置，以便更好的理解和優化它們的行為和表現。結合 Instruments 從你的 app 開發工作剛剛開始，可以節省你的時間，幫助你在開發週期的早期發現問題。

在 Instruments 中，可以使用指定的工具，跟蹤應用 app 、程序、裝置不同方面的行為， Instruments 將資料收集在配置檔案中，並將詳細分析的結果顯示出來。

不像其他的效能和除錯工具， Instruments 允許你廣泛的收集不同型別的資料並一起呈現出來，這讓它很容易的去表示在其他方面可能被忽略的情況。例如你的 app 可能由於開啟多個網路連線而導致大量的記憶體增長，通過一起使用 Instruments 中 Allocations 和 Connections 工具，你可以辨認而不用關閉它，找到導致快速記憶體增長的連線。

Instruments工作流程

Instruments 可能看起來像一個複雜的應用程式。它可以用來收集有關你的應用程式各種有用的資訊有關的應用程式，並幫助您診斷和解決問題。但是整體的 Instruments 工作流是相對簡單的。在高層次上，它由以下的主要階段：

app
app

常見任務

啟動 Instruments

分析一個開啟的 Xcode 專案

1. 啟動 Xcode 並且開啟一個專案

2. 請執行下列操作之一：

3. 

• 

Xcode 中 builds 你的專案， Instruments 啟動，並且系統會提示您選擇分析模板。如果你經常用相同的模版配置你的 app ，可以設定 Xcode 專案自動使用，每當你初始化配置時。

建立一個Xcode專案使用特定的 Instruments 分析模板

1. 啟動 Xcode 並且開啟一個專案
2. 選擇 Product > Scheme > Edit Scheme
   

如果選擇 Ask on Launch ， Instruments 啟動時顯示其分析模板選擇對話方塊。

5.點選 Close

Xcode中建立你的專案， Instruments 啟動，並開始根據在方案編輯器配置的模板分析你的應用程式。

關於Instruments

Instruments 有幾個主要的視窗和對話方塊。

配置模版選擇對話方塊

該分析模板選擇對話方塊包含以下主要元素：

• Target device list: 單擊此按鈕，選擇您要分析裝置。
• Target process list: 單擊此按鈕，選中一個程序
• Filter buttons: 點選篩選標準模版、自定義模版、或者最近使用的模版
• Search field: 輸入一些文字來快速找到你需要的模板。此欄位搜尋模板標題和描述。
• Template list: 分析模板列表，如果你點選一個Filter buttons或輸入的搜尋條件可以被過濾。
• Template description: 當前選擇的分析模板，可用於確定所選模板是否滿足您的需求有所幫助的簡短說明。
• Choose button: 單擊此按鈕建立一個新的配置檔案的檔案，根據當前選定的模板。點選 option 鍵這個按鈕變成 Profile 點選 Profile 按鈕基於當前選擇的模版建立一個新的文件並立即開始分析目標程序。
• Open button: 單擊此按鈕可開啟以前儲存的配置檔案，而不是開始一個新的模板。
• Cancel button: 單擊此按鈕可關閉該模板選擇對話方塊。

跟蹤檔案

跟蹤檔案是用來組織和配置 Instruments 分析，主動收集資料，以及檢視和分析結果。通過啟動 Instruments 並選擇一個分析模板或者從Xcode中，Dock中，或命令列建立一個新的跟蹤檔案。您還可以儲存並重新開啟您在其中配置 Instruments 和收集到的資料的跟蹤檔案，跟蹤檔案可以包含很多非常詳細的資訊，而這些資訊是通過一些視窗和區域呈現出來。

工具欄

該工具欄可以啟動，暫停和停止資料剖析，新增 Instruments ，隱藏和顯示面板等。它包括以下主要內容：

• Profiling controls: 可以錄製暫停和停止資料採集。

• Target device list: 選擇一個分析的裝置

• Target process list: 選擇一個要分析的程序

• Activity viewer: 顯示當前跟蹤或檢查頭在時間軸窗格中的位置所用的時間。如果您的跟蹤文件有多個與其關聯的資料執行就在這裡顯示。

• Add instrument (+) button: 顯示或隱藏工具庫面板，其中包含可用工具的完整列表。在這裡，您可以選擇單個 instruments 並將它們新增到你的跟蹤文件。

• Strategy buttons: 控制在時間線窗格中顯示的資訊型別。

  • CPU ( ): 顯示CPU核心的列表，以及它們的收集到的資料，在時間軸窗格。僅當一個跟蹤檔案包含 CPU 資料記錄工具可用。
  • Instruments ( ): 顯示在時間軸窗格工具及其相應的資料的列表。
  • View buttons ( ): 隱藏或顯示詳細資訊窗格和指示器。

時間線面板

時間線面板顯示記錄，對於給定的跟蹤資料的圖形總結。在該面板中，每個 instrument ，CPU核心，或執行緒有其自己的“軌道”，其提供所收集的資料的圖形圖表。點選工具欄上 Strategy buttons 來顯示儀表，CPU核心或執行緒的資料。

雖然此面板的資訊是隻讀的，但可以通過資料滾動，選擇特定的區域進行更嚴密的檢查，並插入標誌到突出的興趣點。你可以通過調整縮放級別改變資訊圖形，或通過改變指示器中各個工具的記錄設定顯示在這裡。

工具分析檢視 這是一個在追蹤檔案內包含的所有工具列表，以及它們的所收集的資料。可以從庫面板中的列表拖拽一個新的工具。如果您在列表中選擇一個工具，你可以將它刪除或通過檢查面板中進行配置。當你建立一個跟蹤檔案該工具列表預設為可見。

CPU分析檢視 如果跟蹤文件包含記錄CPU的相關資料，在此顯示的CPU核心，CPU核心與它們執行的超時時間被顯示在這。

執行緒分析檢視 如果您的跟蹤檔案中包含該記錄執行緒相關的資料的工具，在這裡顯示執行緒列表及其使用率。

詳細面板

此面板顯示有關在你的跟蹤文件中的工具收集的資料詳細資訊。在時間線面板中選擇各個工具，看它收集分析的資料。

導航欄 在詳細資訊面板頂部的導航欄可以幫助你通過收集到的資料進行瀏覽。可以用它來在不同型別的資料之間進行切換，並通過不同層級的資料進行導航。

• Instrument: 時間線中的當前選擇工具的圖示。單擊該按鈕可檢視控制檯的工具。
• Detail type list: 讓你在不同型別的資料之間的導航。此處顯示的選項會有所不同，這取決於選擇的工具。對於許多工具，該列表包括諸如資料的摘要，呼叫關係樹和一個控制檯。
• Detail tree: 跟蹤你在哪裡在層次結構中，你通過在詳細資訊面板中資料瀏覽，單擊樹的分支的層次結構回到相應的資料中。
• Filter field: 允許您過濾收集到特定階段的資料。點選過濾器區域的選單，一些額外的過濾選項。您還可以通過在Inspector面板中調整顯示設定過濾收集的資料更加廣泛。

指示器面板

此面板包含特定工具的設定，你可以為了控制記錄行為，在時間線和詳細面板中的可視資訊進行調整。此面板有時也顯示了通過資料的詳細資訊面板瀏覽時可能是有用的附加資訊。

記錄設定區域 在這方面提供的設定而異，這取決於活動的工具。通常情況下，工具提供設定，允許調整某些屬性有關資料是如何記錄，如取樣率或資料捕獲的型別。

顯示設定區域 在這方面的設定也各不相同，這取決於工具。這些設定可以幫助你：

• 控制出現在詳細資訊面板中的資料。例如，一個工具可能讓你導航呼叫關係樹時隱藏系統庫。
• 導航通過過濾和資料探勘更有效的記錄資料。
• 調整資訊如何被記錄呈現在時間線檢視。一種工具可以，例如，允許你改變圖形樣式來表示其收集的資料。

擴充套件詳細區域 這個區域不包含任何設定。相反，它是用來顯示附加工具特定的資訊，有關詳情面板中選擇的資料，例如一個完整的棧跟蹤。

庫面板

庫面板提供了可用的工具，相關組完成列表並允許你將它們新增到你的跟蹤檔案。在這裡，你可以瀏覽工具的描述，過濾特定的工具，並建立常用工具，以便快速訪問你自己的自定義分組。要顯示庫面板中 選擇Window > Library，或按下Command-L，或單擊在跟蹤文件工具欄（+）按鈕。

標識面板

該標識面板顯示你可能在活動的追蹤檔案中時間線面板應用的所有標識。在這個面板中，您可以選擇一個標識，快速定位到它的時間線。您也可以通過標誌的大列表過濾指定的標識，顯示和隱藏你的標識，與你的標識的時間戳。

建立、儲存與開啟追蹤檔案

在 Instruments 中，所有的工作都是在一個跟蹤檔案，包括一整套工具，它們的配置與它們已經收集的資料，一旦用追蹤檔案分析一個應用時，你可以儲存這個收集追蹤資料的文件，然後再次開啟它後進行觀察和分析。

關於分析模版

當 Instruments 第一次啟動時，它提供的分析模板列表。每一個模版都包含了一組工具的集合，用來分析應用程式與收集資訊，為了幫助找到問題，或讓你的應用更加有效率。你應該計劃使用分析模板作為一個起點，每當你需要收集資料用於一個指定的原因。例如，如果你想查詢你的應用程式記憶體的問題，你應該選擇一個與記憶體相關的模板，例如Allocations, Leaks, or Zombies，使用模板來建立跟蹤檔案後，可以隨時新增或刪除單個工具，或者根據需要重新配置工具。

建立一個追蹤檔案

儲存跟蹤檔案

儲存跟蹤文件作為一個分析模板

關閉追蹤文件

1. 
2. 如果文件中包含未儲存的資料，選擇是否儲存更新文件。
   

開啟追蹤文件

請執行下列操作之一：

• 雙擊在Finder中.trace文件檔案。
  Line"/>
• .trace文件檔案拖動到 Instruments 的應用程式圖示。
  
• 開啟 Instruments 並執行以下步驟：
  找到儲存.trace文件檔案。
  

目標裝置與程序

用追蹤檔案分析，需要指定一個目標，也就是說需要告訴 Instruments 要分析什麼，你要分析的在哪裡，例如真機或者模擬器

當你建立一個追蹤檔案時， Instruments 會顯示分析模版選擇的對話方塊，此對話方塊的頂部包括一個目標裝置列表和目標程序列表，它允許你當選擇一個模版時指定一個目標裝置，這些列表包括，配置貨連線你的Mac上的任何裝置，包括模擬器，以及任何在這些裝置上的任何可用程序，最近目標程序，應用程式擴充套件，活動程序，系統程序也在列表內

設定一個裝置和程序

設定一個iOS裝置

無線設定一個iOS裝置

Instruments 還可以讓你以無線方式收集iOS裝置資料。測試以下時，無線效能分析是非常有用的：

• 加速度計，移動裝置在各個方向上沒有被束縛。
• 配件，將USB插入空閒插槽，並對其進行測試。

設定Apple Watch

在用 Instruments 部署一個Apple Watch之前必須先準備好手錶進行分析。

訪問和使用單獨的工具

在一個跟蹤檔案內。單獨的資料收集模組被稱為工具（instruments），它隨著時間推移收集應用程式，程序，裝置的資料，每個工具收集和顯示一個特定型別的資訊，例如檔案儲存，記憶體使用或者網路連線。 Instruments 是包括了工具（instruments）庫，其目的是為了滿足大多數開發人員，高階開發人員的需求，然後也可以自定義工具，使用DTrace收集其他型別的資料。

顯示庫面板

• 點選新增工具 按鈕在跟蹤件工具欄。
• Command-L

在庫面板查詢並整理Instruments

在庫面板中的工具清單很長，特別是如果你已經新增自己的自定義工具。有幾種方法過濾和整理，以便快速找到更多需要工具的列表。

篩選分組

自定義工具組如果有需要你可以在庫面板中建立自定義分組來管理你常用的工具

智慧工具組

1.

每個智慧分組必須至少有一個規則。您可以新增額外的規則，根據需要使用規則編輯器的控制元件，然後配置分組支援全部或部分的規則。下表列出了可用於工具規則的標準。

| Criteria | Description |

| ———————– | —————————————————————————————————————————————————————– |

| Label | Matches instruments based on their title. Available comparison operators include: Starts With,Ends With,Contains |

| Used Within | Matches instruments based on when they were last used. You can use this filter for instruments that were used within the last few minutes, hours, days, or weeks. |

| Search Criteria Matches | Matches instruments whose title, description, category, or keywords include a specified string |

| Category | Matches instruments whose library group name contains or exactly matches the specified string. This criteria does not match against custom groups. |

編輯已經存在的智慧工具分組請執行下列操作之一：

移除智慧分組請執行下列操作之一：

• 組列表中選擇智慧組，然後按Delete鍵。

新增一個工具到追蹤檔案中

無論你是基於模板建立還是一個空白的追蹤檔案，你可以擴充套件其功能新增新的工具。

新增一個工具到追蹤檔案中

從分析檔案中刪除工具

配置工具的記錄設定

工具一旦新增它們到追蹤檔案中就準備使用，然而在某些情況下你可能要自定義設定工具，例如你可能希望調整Activity Monitor的取樣率，或者正在用Allocations分析釋放記憶體通過禁止事件。像這樣的自定義設定是不同的，這取決於工具。許多工具包含一些操作，用於確定哪些型別的資訊是由工具本身被收集。您可以在導航窗中的記錄設定區域調整這些設定。

配置工具的顯示設定

記錄跟蹤後，工具在詳細資訊面板顯示結果，這些結果在不同的工具上各不相同，它們可以包括摘要，呼叫樹，和樣本列表。通常情況下，大量的資料在這裡展示與它的耗時，為了幫助迅速得到正確的資訊，工具經常（這取決於工具）允許你調整和篩選展示的資訊，如果工具支援這些操作，你可以找到他們在導航面板中的顯示設定區域。用於配置時間線面板中的內容選項也在這裡找到。

錄製，暫停，停止追蹤

當App正在執行時 Instruments 收集有關App的資訊，這章介紹如何使用工具來收集資訊。

錄製一個追蹤

當你準備分析你的app時，開始錄製，在錄製時，跟蹤檔案裡的工具根據配置監視你的app，時間線視窗和詳情視窗會更新已經捕捉的實時檢視。

開始錄製請執行下列操作之一：

• 在追蹤檔案的工具欄中點選錄製（ ）按鈕
• 按Command-R
  你可以按Command-R停止錄製

選項包括：

• Time Limit：錄製資料的最長時間
• Window Limit：資料將要被儲存的最大持續時間，如果錄製的持續時間長度超出制定的Window Limit（例如超出指定的4秒），那麼只有最後4秒內收集到的資料被儲存。
• Deferred Mode：選擇推遲資料分析，直至資料收集完成後。這可以更快和更精確的資料收集，因為很多的系統資源是被針對用於記錄的過程。

3.點選OK關閉視窗

暫停一個追蹤

如果有必要，可暫停錄製，並在以後再次恢復。

請執行下列操作之一：

• 在追蹤檔案的工具欄中點選暫停（ ）按鈕
• 按Command-Shift-R

停止一個追蹤

一旦你已經記錄到你想要的資料，停止錄製這樣你就可以開始分析收集到的資料。

停止錄製請執行下列操作之一：

• 在追蹤檔案的工具欄中點選停止（ ）按鈕
• 按Command-R

從Dock開始分析

• System Time Profile：開始分析所有系統程序
• Automatically Time Profile Spinning Applications. Automatically profiles blocked (spinning) apps in the future.
• Allow Tracing of Any Process (10 hours)：跟蹤發生在未來10小時任何程序。在這10個小時期間繞過密碼輸入。

從Xcode開始分析

Instrusments 是Xcode開發工作流程的重要組成部分，你可以從Xcode中直接啟動它建立和測試你的應用程式。

從build和product選單開始分析

• 按Command-I
  Instruments 啟動並顯示分析模板選擇對話方塊。請注意，您的應用程式已經在target device和process lists自動選擇。

• 按Command–<

3.

當除錯時從Xcode指示器來分析

Xcode 的除錯導航器包括幾個監測指示器當你測試並除錯app時。這些指示器可以追蹤多種因素，包括CPU使用率，記憶體，電量等影響，並提醒你可能影響效能，功耗以及潛在的問題，如果你在測試app時發現了一個影響要進一步的檢查，可以過渡到 Instruments 來獲取更多的資訊。

• 按Command-6

4.

從命令列開始分析

略…

最小化Instruments對資料收集的影響

Instruments 被設計儘量減少其自身對資料收集的影響。通過改變一些基本的設定，但是你可以進一步降低 Instruments 對資料收集的影響。

你可以減少採樣間隔以便收集更多的資料，然而低的取樣間隔導致高的取樣率可能會出現幾個問題：

• Processor time is required for every sample：高的取樣率需要更多的處理器時間。
• Sample interval timing may not be consistent：中斷用來啟動每個取樣，當這些中斷髮生變化當使用很小的取樣時間可能會導致取樣率顯著的變化。
• Small sample intervals cause more samples to be taken：每個取樣使用系統記憶體，大量的取樣會很快的消耗可用的記憶體。

在Deferred模式下執行 Instruments 直到退出正在測試的應用程式，通過延遲資料分析提高效能相關的資料的準確性。通常情況下當你app執行時 Instruments 分析和顯示資料，允許你檢視它收集的資料，通過佔用CPU時間和記憶體，實時執行分析減緩目標程序，使得你的測量可能不能反應程序怎麼樣正常執行。執行 Instruments 在deferred mode 下延遲資料的分析，直到資料採集完成，無論是在您的應用程式執行完畢後，或單擊停止。當在deferred mode下，你被禁止從正在收集資料的工具互動。

在 deferred mode 下， Instruments 完成資料收集後，處理這些資料並在螢幕上顯示出來，延遲資料分析附加時間到採集資料的後期階段處理，但它有助於確保效能相關的資料時準確的。

Instruments設定deferred mode1.

2.

對於特別長追蹤，延遲模式造成的延遲更顯著。避免這種延遲設定，延遲模式只有那些需要極其精確的資料採集追蹤。

追蹤設定deferred mode1.

2.

關於

由於篇幅太長會再開一篇blog介紹對收集的資料進行分析