蘋果Instruments/Shark性能調試工具概述

在Mac OS X上你可使用Gprof這樣的UNIX工具用於測試程序性能。固然，Apple也有本身的Profiling Tools，用得比較多的是Shark。10.5裏還引入了一個基於DTrace的叫Instruments的程序。

Instruments

自Xcode 3.0開始，蘋果提供了一種非比尋常的方法來調試應用程序，這就是Instruments。就像它的名字同樣（Instruments意爲樂器），Instruments提供了一種像蘋果的音樂創做軟件GarageBand同樣的帶有時間線的界面，把應用程序的各類性能指標像曲譜同樣可視化地記錄下來。

Instruments能記錄整個應用程序的運行狀況，並將全部信息按照時間順序並排地呈現出來，讓你可視化的對比分析各類「樂器」（分析工具）——CPU使用率、網絡、文件活動、內存分配等。因爲這些信息的顯示都按照時間對齊，你能夠很快速的定位應用程序運行過程當中的某個片斷，好比看看上一個CPU佔用高峯的時候磁盤正在作什麼。如此全局觀的審視應用程序運行狀態，能幫助您更好的理解各類因果關係，提升軟件性能。Instruments藉助內建於操做系統中的萬能輔助（Universal Access）功能，可以記錄下應用程序運行過程當中的用戶交互操做，而後即可一遍遍地輕鬆重複一樣操做。這樣你就能隨時爲應用程序建立某種特定的測試。在Instruments中記錄下應用程序的行爲，修改代碼，再返回重測看看修改效果。在模版中運行應用程序能讓Instruments可視化地並排比對每次運行狀態，從而清晰的獲知修改代碼帶來的性能以及內存開銷的變化。實際上多數Instruments分析工具都是使用DTrace來實現的，它是系統中全局的分析工具，能全面獲取上層應用程序行爲到底層操做系統內核的系統活動。你也能建立本身的分析工具，使用Instrument Builder來建立定製的強大分析工具。

Instruments中已經包含了如下六類的分析工具：

• 用戶事件：追蹤用戶交互動做的精確事件，如鼠標點擊等。
• CPU和進程：監視系統活動、採樣、負載圖表和線程。
• 內存：跟蹤垃圾回收、對象分配和泄露。
• 文件活動：監視磁盤活動，讀寫和文件鎖。
• 網絡活動：衡量並記錄網絡流量。
• 圖形：解釋OpenGL驅動的內在工做。

Shark 

Shark多是Mac開發者最喜歡使用的Profiling Tool了。Shark的User Guide上寫到：「默認狀態下，Shark經過按期的Interrupt每一個處理器並對當前進程、線程、指令地址和函數 Callstack進行取樣來建立Profile」。這意味着你並不須要對程序進行任何的修改或重編譯就能使用Shark。而且，Shark對程序性能的影響很小，由於「全部的取樣工做都在Kernel裏完成而且是創建在硬件Interrupts的基礎上」。所以，Shark對於找出程序中的「Hot-Spot」特別有幫助。

通常狀況下，你只須要使用Shark的Time Profiling功能：運行你要測試的程序，而後運行Shark，選擇你的應用程序所在的Process，而後按Start按鈕開始取樣。當你要結束取樣時，按下Stop按鈕，這時Shark會生成一個.mshark文件，裏面有全部的Profiling數據。直接用Shark打開這個文件你就能開始分析數據了。

Gprof

Shark雖然方便易用，但它並不能告訴你同一個函數一共被Call了幾回和全部的Caller是誰這樣的信息。爲了獲得這些信息，你須要使用到如Gprof這樣的工具。

Gprof的使用比較複雜，簡單的來講，你須要到Xcode的編譯器設定，打開「Generate Profiling Code」設置。Gprof會在你的代碼裏添加一些額外的代碼來收集信息，因此在你改了Xcode設置之後，你須要從新編譯。注意，若是你的應用程序來自多個Project，你須要更改全部你感興趣的Project的編譯設置。接下來，在從新編譯了之後，運行你的程序，完成後正常的退出程序（否則Gprof不必定能正確地生成Profiling文件），Gprof會在可執行文件所在的文件夾裏創建一個Gmon.out文件。最後，你須要到Terminal裏運行Gprof命令來獲取可供人分析的文件。

Quartz Composer

Quartz Composer是Mac OS 10.4引入的圖形開發工具，QC使你可以方便地使用OS X各個級別的圖形技術：你可使用QC方便的整合Cocoa, Quartz 2D, Core Image, OpenGL和Quick Time技術。

一個QC Composition是由許多Patch和其聯繫構成的。每個Patch如同一個函數，有Input和Output。Input能夠來自於你輸入的參數，也能夠來自其餘Patch的Output。QC自帶有許多已經設計好的Patches，有用於捕獲鼠標操做的，有用於處理圖片的Filter，或是用於將內容渲染到屏幕上的Render等等。  

圖3.1Patches

 

將不一樣的Patch進行奇妙的組合，你會獲得意向不到的效果。實際上已有很多DJ/VJ使用QC製做了很酷的根據音樂節奏變化的QC composition。

你可使用Quick Time直接播放一個Composition文件（.qtz），也能夠把其做爲一個屏幕保護程序。固然，你也可使用QCView或者QCLayer將其整合到你的Cocoa應用程序中去。 

Text Editors

儘管Xcode已經提供了一個至關不錯的Build-In的文本編輯器，但你可能仍是偏心其餘的編輯器。在Mac OS X下，你能找到不少其餘很棒的編輯器。首先，若是你是一個UNIX程序員，你依然可使用你最愛的Vi或者Emacs。你能夠在Terminal下直接輸入Vi或Emacs進入沒有圖形界面的版本。若是你是Emacs愛好者，你也可使用Aquamacs Emacs或者Carbon Emacs兩個不錯的帶圖形界面的移植版本。

不過，目前Mac OS X上比較火的一個編輯器叫TextMate，這是一個Native Cocoa程序，擁有不少很Cool的功能。特別的，TextMate有不少專門針對Cocoa的Snippet（好比在.mm文件裏你只用寫Property的名字，而後按Tab鍵，就能夠自動生成相應的Setter和Getter方法），你能夠所以節省很多敲代碼的時間。同時因爲使用了Bundler, TextMate是可擴展，目前已經有許多開發者爲其開發了支持各類語言的Bundle。所以，若是你主要工做在Mac OS X平臺，同時勇於學習新的快捷鍵和操做方式，TextMate不失爲一個很好的選擇。



網頁相關開發工具 

Apple有本身的一套有很長曆史的叫作WebObjects的框架，其支持Ajax，J2EE等技術。全球最大的在線媒體商店iTunes Music Store就是使用WebObjects技術開發的。儘管WebObjects和Java有着密不可分的聯繫，開發WebObjects應用程序的最佳環境仍然是Xcode。

網頁開發方面，Apple比較偏心的是Ruby-on-Rail，Dojo這樣比較新的技術，對其支持也比較好。工具方面，除了Adobe的軟件之外，Mac也有像Coda（去年Apple Design Award獲獎做品）這樣簡單易用的網頁開發工具。 

其餘開發工具

前面也提過，Mac OS X能找到大多數跨平臺的開發工具，好比Java方面有Eclipse, NetBeans。數據庫方面也有Oracle、MySQL、FileMaker等等數據庫。這些工具的使用方法與在其餘平臺相似，這裏不作具體介紹。

在腳本語言方面，Mac OS X支持傳統的UNIX腳本語言，同時Apple也有本身的Apple Script語言。另外，還有F-Script這樣專門針對Cocoa的腳本語言。

另外很值得一提的是一個叫Unity的用於遊戲開發的IDE。Unity支持從Maya, 3DS Max, blender等等主流三維軟件裏導出的文件格式，使用改進過的JavaScript，有着完整的工做流程。並且能夠編譯適用於Mac, Window甚至網頁的遊戲或其餘交互式程序。