iOS App卡頓監控(Freezing/Lag)

iOS App卡頓監控(Freezing/Lag)

筆記(寫在前面)：
關於應用的性能監控，須要從多方面進行綜合考慮，此處僅從其中一個方面，進行學習研究。

如何判斷主線程卡頓：

監測NSRunLoop耗時狀況。

NSRunLoop的調用主要在kCFRunLoopBeforeSources和kCFRunLoopBeforeWaiting之間，以及kCFRunLoopAfterWaiting以後。所以，如果發現這個兩個時間內耗時過長，就能夠斷定此時主線程出現卡頓狀況。

1、監控NSRunLoop狀態變化

使用CFRunLoopObserverRef，實時得到這些狀態值的變化，以下：

/// RunLoop狀態觀察回調
static void runLoopObserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info)
{
    <#MyClass#> *object = (__bridge <#MyClass#>*)info;
    // 記錄狀態值
    object->activity = activity;
}

/// 註冊RunLoop狀態觀察
- (void)registerRunLoopObserver {
    CFRunLoopObserverContext context = {0,(__bridge void*)self,NULL,NULL};
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,
                                                            kCFRunLoopAllActivities,
                                                            YES,
                                                            0,
                                                            &runLoopObserverCallBack,
                                                            &context);
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
}

2、RunLoop耗時計算

另外開啓一個線程，實時計算兩個狀態區域之間的耗時，是否達到閾值。

dispatch_semaphore_t讓子線程更及時地獲知主線程NSRunLoop狀態變化

卡頓覆蓋範圍：屢次連續小卡頓、單次長時間卡頓

添加計算邏輯，以下：

/// RunLoop狀態觀察回調
static void runLoopObserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info)
{
    <#MyClass#> *object = (__bridge <#MyClass#>*)info;
    // 記錄狀態值
    object->activity = activity;
    
    // 發送信號
    dispatch_semaphore_t semaphore = object->semaphore;
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}

/// 註冊RunLoop狀態觀察，並計算是否卡頓
- (void) registerRunLoopObserver {
    CFRunLoopObserverContext context = {0,(__bridge void*)self,NULL,NULL};
    CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,
                                                            kCFRunLoopAllActivities,
                                                            YES,
                                                            0,
                                                            &runLoopObserverCallBack,
                                                            &context);
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
    
    // 建立信號
    semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    
    // 在子線程監控時長
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        while (YES) {
            // 假定連續5次超時50ms認爲卡頓(固然也包含了單次超時250ms)
            long st = dispatch_semaphore_wait(semaphore, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 50*NSEC_PER_MSEC));
            if (st != 0) {
                if (activity==kCFRunLoopBeforeSources || activity==kCFRunLoopAfterWaiting) {
                    if (++timeoutCount < 5) {
                        continue;
                    }
                    // 發現卡頓
                    NSLog(@"卡、卡、卡、頓、頓、了");
                }
            }
            timeoutCount = 0;
        }
    });
}

3、記錄卡頓的函數調用

目睹卡頓現場，記錄此時的調用函數信息，做爲卡頓證據。

此處，使用第三方Crash收集組件PLCrashReporter，它不只能夠收集Crash信息，也可用於實時獲取各線程的調用堆棧，使用示例以下：

PLCrashReporterConfig *config = [[PLCrashReporterConfig alloc] initWithSignalHandlerType:PLCrashReporterSignalHandlerTypeBSD
                                                                   symbolicationStrategy:PLCrashReporterSymbolicationStrategyAll];
PLCrashReporter *crashReporter = [[PLCrashReporter alloc] initWithConfiguration:config];
NSData *data = [crashReporter generateLiveReport];
PLCrashReport *reporter = [[PLCrashReport alloc] initWithData:data error:NULL];
NSString *report = [PLCrashReportTextFormatter stringValueForCrashReport:reporter
                                                          withTextFormat:PLCrashReportTextFormatiOS];
NSLog(@"------------\n%@\n------------", report);

特別注意:

PLCrashReporter雖然能提供較爲準確的堆棧信息，用於定位問題，特別是使用符號化策略 PLCrashReporterSymbolicationStrategyAll時，可以對堆棧信息進行符號化，但會消耗大量資源，須要佔用較多時間，致使卡死現象（自測時，耗時超過7s，層屢次到10s以上）。

不使用符號化策略PLCrashReporterSymbolicationStrategyNone，測試時，平均耗時也接近3s。

所以，加入該信息採集，須要特別注意，建議僅在開發調試階段使用。

爲了投入線上使用，還須要再想一想如何解決該問題。

4、上報服務器

檢測到卡頓，獲取到調用堆棧信息，客戶端再根據實際狀況進行必定程度的過濾處理，將有價值的信息上報服務器。

後續對服務器收集到的數據進行分析，定位須要優化的功能邏輯。