Xcode调试工具Instruments指南 - CSDN博客

主要途径是参考苹果官方文档，所以介绍以翻译官方文档为主。由于内容比较多，会分阶段来介绍。

以下来自苹果官方文档中对 Instruments 描述

介绍

Instruments 是一个强大而灵活的性能分析和测试工具，它是 Xcode 开发 工具 集的一部分，它被设计用于帮助分析 OS X 和 iOS 的应用、进程与设备，以便更好的理解和优化它们的行为和表现。结合 Instruments 从你的 app 开发工作刚刚开始，可以节省你的时间，帮助你在开发周期的早期发现问题。

在 Instruments 中，可以使用指定的工具，跟踪应用 app 、进程、设备不同方面的行为， Instruments 将数据收集在配置文件中，并将详细分析的结果显示出来。

不像其他的性能和调试工具， Instruments 允许你广泛的收集不同类型的数据并一起呈现出来，这让它很容易的去表示在其他方面可能被忽略的情况。例如你的 app 可能由于打开多个网络连接而导致大量的内存增长，通过一起使用 Instruments 中 Allocations 和 Connections 工具，你可以辨认而不用关闭它，找到导致快速内存增长的连接。

Instruments工作流程

Instruments 可能看起来像一个复杂的应用程序。它可以用来收集有关你的应用程序各种有用的信息有关的应用程序，并帮助您诊断和解决问题。但是整体的 Instruments 工作流是相对简单的。在高层次上，它由以下的主要阶段：

app
app

常见任务

启动 Instruments

分析一个打开的 Xcode 项目

1. 启动 Xcode 并且打开一个项目

2. 请执行下列操作之一：

3. 

• 

Xcode 中 builds 你的项目， Instruments 启动，并且系统会提示您选择分析模板。如果你经常用相同的模版配置你的 app ，可以设置 Xcode 项目自动使用，每当你初始化配置时。

建立一个Xcode项目使用特定的 Instruments 分析模板

1. 启动 Xcode 并且打开一个项目
2. 选择 Product > Scheme > Edit Scheme
   

如果选择 Ask on Launch ， Instruments 启动时显示其分析模板选择对话框。

5.点击 Close

Xcode中建立你的项目， Instruments 启动，并开始根据在方案编辑器配置的模板分析你的应用程序。

关于Instruments

Instruments 有几个主要的窗口和对话框。

配置模版选择对话框

该分析模板选择对话框包含以下主要元素：

• Target device list: 单击此按钮，选择您要分析设备。
• Target process list: 单击此按钮，选中一个进程
• Filter buttons: 点击筛选标准模版、自定义模版、或者最近使用的模版
• Search field: 输入一些文字来快速找到你需要的模板。此字段搜索模板标题和描述。
• Template list: 分析模板列表，如果你点击一个Filter buttons或输入的搜索条件可以被过滤。
• Template description: 当前选择的分析模板，可用于确定所选模板是否满足您的需求有所帮助的简短说明。
• Choose button: 单击此按钮创建一个新的配置文件的文件，根据当前选定的模板。点击 option 键这个按钮变成 Profile 点击 Profile 按钮基于当前选择的模版创建一个新的文档并立即开始分析目标进程。
• Open button: 单击此按钮可打开以前保存的配置文件，而不是开始一个新的模板。
• Cancel button: 单击此按钮可关闭该模板选择对话框。

跟踪文件

跟踪文件是用来组织和配置 Instruments 分析，主动收集数据，以及查看和分析结果。通过启动 Instruments 并选择一个分析模板或者从Xcode中，Dock中，或命令行创建一个新的跟踪文件。您还可以保存并重新打开您在其中配置 Instruments 和收集到的数据的跟踪文件，跟踪文件可以包含很多非常详细的信息，而这些信息是通过一些窗口和区域呈现出来。

工具栏

该工具栏可以启动，暂停和停止数据剖析，添加 Instruments ，隐藏和显示面板等。它包括以下主要内容：

• Profiling controls: 可以录制暂停和停止数据采集。

• Target device list: 选择一个分析的设备

• Target process list: 选择一个要分析的进程

• Activity viewer: 显示当前跟踪或检查头在时间轴窗格中的位置所用的时间。如果您的跟踪文档有多个与其关联的数据运行就在这里显示。

• Add instrument (+) button: 显示或隐藏工具库面板，其中包含可用工具的完整列表。在这里，您可以选择单个 instruments 并将它们添加到你的跟踪文档。

• Strategy buttons: 控制在时间线窗格中显示的信息类型。

  • CPU ( ): 显示CPU内核的列表，以及它们的收集到的数据，在时间轴窗格。仅当一个跟踪文件包含 CPU 数据记录工具可用。
  • Instruments ( ): 显示在时间轴窗格工具及其相应的数据的列表。
  • View buttons ( ): 隐藏或显示详细信息窗格和指示器。

时间线面板

时间线面板显示记录，对于给定的跟踪数据的图形总结。在该面板中，每个 instrument ，CPU核心，或线程有其自己的“轨道”，其提供所收集的数据的图形图表。点击工具栏上 Strategy buttons 来显示仪表，CPU核心或线程的数据。

虽然此面板的信息是只读的，但可以通过数据滚动，选择特定的区域进行更严密的检查，并插入标志到突出的兴趣点。你可以通过调整缩放级别改变信息图形，或通过改变指示器中各个工具的记录设置显示在这里。

工具分析视图 这是一个在追踪文件内包含的所有工具列表，以及它们的所收集的数据。可以从库面板中的列表拖拽一个新的工具。如果您在列表中选择一个工具，你可以将它删除或通过检查面板中进行配置。当你创建一个跟踪文件该工具列表默认为可见。

CPU分析视图 如果跟踪文档包含记录CPU的相关数据，在此显示的CPU内核，CPU内核与它们运行的超时时间被显示在这。

线程分析视图 如果您的跟踪文件中包含该记录线程相关的数据的工具，在这里显示线程列表及其使用率。

详细面板

此面板显示有关在你的跟踪文档中的工具收集的数据详细信息。在时间线面板中选择各个工具，看它收集分析的数据。

导航栏 在详细信息面板顶部的导航栏可以帮助你通过收集到的数据进行浏览。可以用它来在不同类型的数据之间进行切换，并通过不同层级的数据进行导航。

• Instrument: 时间线中的当前选择工具的图标。单击该按钮可查看控制台的工具。
• Detail type list: 让你在不同类型的数据之间的导航。此处显示的选项会有所不同，这取决于选择的工具。对于许多工具，该列表包括诸如数据的摘要，调用关系树和一个控制台。
• Detail tree: 跟踪你在哪里在层次结构中，你通过在详细信息面板中数据浏览，单击树的分支的层次结构回到相应的数据中。
• Filter field: 允许您过滤收集到特定阶段的数据。点击过滤器区域的菜单，一些额外的过滤选项。您还可以通过在Inspector面板中调整显示设置过滤收集的数据更加广泛。

指示器面板

此面板包含特定工具的设置，你可以为了控制记录行为，在时间线和详细面板中的可视信息进行调整。此面板有时也显示了通过数据的详细信息面板浏览时可能是有用的附加信息。

记录设置区域 在这方面提供的设置而异，这取决于活动的工具。通常情况下，工具提供设置，允许调整某些属性有关数据是如何记录，如采样率或数据捕获的类型。

显示设置区域 在这方面的设置也各不相同，这取决于工具。这些设置可以帮助你：

• 控制出现在详细信息面板中的数据。例如，一个工具可能让你导航调用关系树时隐藏系统库。
• 导航通过过滤和数据挖掘更有效的记录数据。
• 调整信息如何被记录呈现在时间线视图。一种工具可以，例如，允许你改变图形样式来表示其收集的数据。

扩展详细区域 这个区域不包含任何设置。相反，它是用来显示附加工具特定的信息，有关详情面板中选择的数据，例如一个完整的栈跟踪。

库面板

库面板提供了可用的工具，相关组完成列表并允许你将它们添加到你的跟踪文件。在这里，你可以浏览工具的描述，过滤特定的工具，并建立常用工具，以便快速访问你自己的自定义分组。要显示库面板中 选择Window > Library，或按下Command-L，或单击在跟踪文档工具栏（+）按钮。

标识面板

该标识面板显示你可能在活动的追踪文件中时间线面板应用的所有标识。在这个面板中，您可以选择一个标识，快速定位到它的时间线。您也可以通过标志的大列表过滤指定的标识，显示和隐藏你的标识，与你的标识的时间戳。

创建、保存与打开追踪文件

在 Instruments 中，所有的工作都是在一个跟踪文件，包括一整套工具，它们的配置与它们已经收集的数据，一旦用追踪文件分析一个应用时，你可以保存这个收集追踪数据的文档，然后再次打开它后进行观察和分析。

关于分析模版

当 Instruments 第一次启动时，它提供的分析模板列表。每一个模版都包含了一组工具的集合，用来分析应用程序与收集信息，为了帮助找到问题，或让你的应用更加有效率。你应该计划使用分析模板作为一个起点，每当你需要收集数据用于一个指定的原因。例如，如果你想查询你的应用程序内存的问题，你应该选择一个与内存相关的模板，例如Allocations, Leaks, or Zombies，使用模板来创建跟踪文件后，可以随时添加或删除单个工具，或者根据需要重新配置工具。

创建一个追踪文件

保存跟踪文件

保存跟踪文档作为一个分析模板

关闭追踪文档

1. 
2. 如果文档中包含未保存的数据，选择是否保存更新文档。
   

打开追踪文档

请执行下列操作之一：

• 双击在Finder中.trace文档文件。
  
• .trace文档文件拖动到 Instruments 的应用程序图标。
  
• 打开 Instruments 并执行以下步骤：
  找到保存.trace文档文件。
  

目标设备与进程

用追踪文件分析，需要指定一个目标，也就是说需要告诉 Instruments 要分析什么，你要分析的在哪里，例如真机或者模拟器

当你创建一个追踪文件时， Instruments 会显示分析模版选择的对话框，此对话框的顶部包括一个目标设备列表和目标进程列表，它允许你当选择一个模版时指定一个目标设备，这些列表包括，配置货连接你的Mac上的任何设备，包括模拟器，以及任何在这些设备上的任何可用进程，最近目标进程，应用程序扩展，活动进程，系统进程也在列表内

设置一个设备和进程

设置一个iOS设备

无线设置一个iOS设备

Instruments 还可以让你以无线方式收集iOS设备数据。测试以下时，无线性能分析是非常有用的：

• 加速度计，移动设备在各个方向上没有被束缚。
• 配件，将USB插入空闲插槽，并对其进行测试。

设置Apple Watch

在用 Instruments 部署一个Apple Watch之前必须先准备好手表进行分析。

访问和使用单独的工具

在一个跟踪文件内。单独的数据收集模块被称为工具（instruments），它随着时间推移收集应用程序，进程，设备的数据，每个工具收集和显示一个特定类型的信息，例如文件存储，内存使用或者网络连接。 Instruments 是包括了工具（instruments）库，其目的是为了满足大多数开发人员，高级开发人员的需求，然后也可以自定义工具，使用DTrace收集其他类型的数据。

显示库面板

• 点击添加工具 按钮在跟踪件工具栏。
• Command-L

在库面板查找并整理Instruments

在库面板中的工具清单很长，特别是如果你已经添加自己的自定义工具。有几种方法过滤和整理，以便快速找到更多需要工具的列表。

筛选分组

自定义工具组如果有需要你可以在库面板中创建自定义分组来管理你常用的工具

智能工具组

1.

每个智能分组必须至少有一个规则。您可以添加额外的规则，根据需要使用规则编辑器的控件，然后配置分组支持全部或部分的规则。下表列出了可用于工具规则的标准。

| 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. |

编辑已经存在的智能工具分组请执行下列操作之一：

移除智能分组请执行下列操作之一：

• 组列表中选择智能组，然后按Delete键。

添加一个工具到追踪文件中

无论你是基于模板创建还是一个空白的追踪文件，你可以扩展其功能添加新的工具。

添加一个工具到追踪文件中

从分析文件中删除工具

配置工具的记录设置

工具一旦添加它们到追踪文件中就准备使用，然而在某些情况下你可能要自定义设置工具，例如你可能希望调整Activity Monitor的采样率，或者正在用Allocations分析释放内存通过禁止事件。像这样的自定义设置是不同的，这取决于工具。许多工具包含一些操作，用于确定哪些类型的信息是由工具本身被收集。您可以在导航窗中的记录设置区域调整这些设置。

配置工具的显示设置

记录跟踪后，工具在详细信息面板显示结果，这些结果在不同的工具上各不相同，它们可以包括摘要，调用树，和样本列表。通常情况下，大量的数据在这里展示与它的耗时，为了帮助迅速得到正确的信息，工具经常（这取决于工具）允许你调整和筛选展示的信息，如果工具支持这些操作，你可以找到他们在导航面板中的显示设置区域。用于配置时间线面板中的内容选项也在这里找到。

录制，暂停，停止追踪

当App正在运行时 Instruments 收集有关App的信息，这章介绍如何使用工具来收集信息。

录制一个追踪

当你准备分析你的app时，开始录制，在录制时，跟踪文件里的工具根据配置监视你的app，时间线窗口和详情窗口会更新已经捕捉的实时视图。

开始录制请执行下列操作之一：

• 在追踪文件的工具栏中点击录制（ ）按钮
• 按Command-R
  你可以按Command-R停止录制

选项包括：

• Time Limit：录制数据的最长时间
• Window Limit：数据将要被保存的最大持续时间，如果录制的持续时间长度超出制定的Window Limit（例如超出指定的4秒），那么只有最后4秒内收集到的数据被保存。
• Deferred Mode：选择推迟数据分析，直至数据收集完成后。这可以更快和更精确的数据收集，因为很多的系统资源是被针对用于记录的过程。

3.点击OK关闭窗口

暂停一个追踪

如果有必要，可暂停录制，并在以后再次恢复。

请执行下列操作之一：

• 在追踪文件的工具栏中点击暂停（ ）按钮
• 按Command-Shift-R

停止一个追踪

一旦你已经记录到你想要的数据，停止录制这样你就可以开始分析收集到的数据。

停止录制请执行下列操作之一：

• 在追踪文件的工具栏中点击停止（ ）按钮
• 按Command-R

从Dock开始分析

• System Time Profile：开始分析所有系统进程
• Automatically Time Profile Spinning Applications. Automatically profiles blocked (spinning) apps in the future.
• Allow Tracing of Any Process (10 hours)：跟踪发生在未来10小时任何进程。在这10个小时期间绕过密码输入。

从Xcode开始分析

Instrusments 是Xcode开发工作流程的重要组成部分，你可以从Xcode中直接启动它创建和测试你的应用程序。

从build和product菜单开始分析

• 按Command-I
  Instruments 启动并显示分析模板选择对话框。请注意，您的应用程序已经在target device和process lists自动选择。

• 按Command–<

3.

当调试时从Xcode指示器来分析

Xcode 的调试导航器包括几个监测指示器当你测试并调试app时。这些指示器可以追踪多种因素，包括CPU使用率，内存，电量等影响，并提醒你可能影响性能，功耗以及潜在的问题，如果你在测试app时发现了一个影响要进一步的检查，可以过渡到 Instruments 来获取更多的信息。

• 按Command-6

4.

从命令行开始分析

略…

最小化Instruments对数据收集的影响

Instruments 被设计尽量减少其自身对数据收集的影响。通过改变一些基本的设置，但是你可以进一步降低 Instruments 对数据收集的影响。

你可以减少采样间隔以便收集更多的数据，然而低的采样间隔导致高的采样率可能会出现几个问题：

• Processor time is required for every sample：高的采样率需要更多的处理器时间。
• Sample interval timing may not be consistent：中断用来启动每个采样，当这些中断发生变化当使用很小的采样时间可能会导致采样率显著的变化。
• Small sample intervals cause more samples to be taken：每个采样使用系统内存，大量的采样会很快的消耗可用的内存。

在Deferred模式下运行 Instruments 直到退出正在测试的应用程序，通过延迟数据分析提高性能相关的数据的准确性。通常情况下当你app运行时 Instruments 分析和显示数据，允许你查看它收集的数据，通过占用CPU时间和内存，实时运行分析减缓目标进程，使得你的测量可能不能反应进程怎么样正常运行。运行 Instruments 在deferred mode 下延迟数据的分析，直到数据采集完成，无论是在您的应用程序运行完毕后，或单击停止。当在deferred mode下，你被禁止从正在收集数据的工具交互。

在 deferred mode 下， Instruments 完成数据收集后，处理这些数据并在屏幕上显示出来，延迟数据分析附加时间到采集数据的后期阶段处理，但它有助于确保性能相关的数据时准确的。

Instruments设置deferred mode1.

2.

对于特别长追踪，延迟模式造成的延迟更显著。避免这种延迟设置，延迟模式只有那些需要极其精确的数据采集追踪。

追踪设置deferred mode1.

2.

关于

由于篇幅太长会再开一篇blog介绍对收集的数据进行分析