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ios利用RunLoop原理實(shí)現(xiàn)去監(jiān)控卡頓實(shí)例詳解_IOS

作者：奶茶大叔 ? 更新時(shí)間： 2022-11-03 編程語言

一、卡頓問題的幾種原因

復(fù)雜 UI 、圖文混排的繪制量過大；

在主線程上做網(wǎng)絡(luò)同步請(qǐng)求；

在主線程做大量的 IO 操作；

運(yùn)算量過大，CPU 持續(xù)高占用；

死鎖和主子線程搶鎖。

二、監(jiān)測(cè)卡頓的思路

監(jiān)測(cè)FPS：

FPS 是一秒顯示的幀數(shù)，也就是一秒內(nèi)畫面變化數(shù)量。如果按照動(dòng)畫片來說，動(dòng)畫片的 FPS 就是 24，是達(dá)不到 60 滿幀的。也就是說，對(duì)于動(dòng)畫片來說，24 幀時(shí)雖然沒有 60 幀時(shí)流暢，但也已經(jīng)是連貫的了，所以并不能說 24 幀時(shí)就算是卡住了。 由此可見，簡(jiǎn)單地通過監(jiān)視 FPS 是很難確定是否會(huì)出現(xiàn)卡頓問題了，所以我就果斷棄了通過監(jiān)視 FPS 來監(jiān)控卡頓的方案。

RunLoop：

通過監(jiān)控 RunLoop 的狀態(tài)來判斷是否會(huì)出現(xiàn)卡頓。RunLoop原理這里就不再多說，主要說方法，首先明確loop的狀態(tài)有六個(gè)

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry , // 進(jìn)入 loop
    kCFRunLoopBeforeTimers , // 觸發(fā) Timer 回調(diào)
    kCFRunLoopBeforeSources , // 觸發(fā) Source0 回調(diào)
    kCFRunLoopBeforeWaiting , // 等待 mach_port 消息
    kCFRunLoopAfterWaiting ), // 接收 mach_port 消息
    kCFRunLoopExit , // 退出 loop
    kCFRunLoopAllActivities  // loop 所有狀態(tài)改變
}

我們需要監(jiān)測(cè)的狀態(tài)有兩個(gè)：RunLoop 在進(jìn)入睡眠之前和喚醒后的兩個(gè) loop 狀態(tài)定義的值，分別是 kCFRunLoopBeforeSources 和 kCFRunLoopAfterWaiting ，也就是要觸發(fā) Source0 回調(diào)和接收 mach_port 消息兩個(gè)狀態(tài)。

三、如何檢查卡頓

說下步驟：

創(chuàng)建一個(gè) CFRunLoopObserverContext 觀察者；

將創(chuàng)建好的觀察者 runLoopObserver 添加到主線程 RunLoop 的 common 模式下觀察；

創(chuàng)建一個(gè)持續(xù)的子線程專門用來監(jiān)控主線程的 RunLoop 狀態(tài)；

一旦發(fā)現(xiàn)進(jìn)入睡眠前的 kCFRunLoopBeforeSources 狀態(tài)，或者喚醒后的狀態(tài) kCFRunLoopAfterWaiting，在設(shè)置的時(shí)間閾值內(nèi)一直沒有變化，即可判定為卡頓；

dump 出堆棧的信息，從而進(jìn)一步分析出具體是哪個(gè)方法的執(zhí)行時(shí)間過長(zhǎng)；

上代碼：

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface SMLagMonitor : NSObject
+ (instancetype)shareInstance;
- (void)beginMonitor; //開始監(jiān)視卡頓
- (void)endMonitor;   //停止監(jiān)視卡頓
@end

#import "SMLagMonitor.h"
#import "SMCallStack.h"
#import "SMCPUMonitor.h"
@interface SMLagMonitor() {
    int timeoutCount;
    CFRunLoopObserverRef runLoopObserver;
    @public
    dispatch_semaphore_t dispatchSemaphore;
    CFRunLoopActivity runLoopActivity;
}
@property (nonatomic, strong) NSTimer *cpuMonitorTimer;
@end
@implementation SMLagMonitor
#pragma mark - Interface
+ (instancetype)shareInstance {
    static id instance = nil;
    static dispatch_once_t dispatchOnce;
    dispatch_once(&dispatchOnce, ^{
        instance = [[self alloc] init];
    });
    return instance;
}
- (void)beginMonitor {
    //監(jiān)測(cè) CPU 消耗
    self.cpuMonitorTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3
                                                             target:self
                                                           selector:@selector(updateCPUInfo)
                                                           userInfo:nil
                                                            repeats:YES];
    //監(jiān)測(cè)卡頓
    if (runLoopObserver) {
        return;
    }
    dispatchSemaphore = dispatch_semaphore_create(0); //Dispatch Semaphore保證同步
    //創(chuàng)建一個(gè)觀察者
    CFRunLoopObserverContext context = {0,(__bridge void*)self,NULL,NULL};
    runLoopObserver = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,
                                              kCFRunLoopAllActivities,
                                              YES,
                                              0,
                                              &runLoopObserverCallBack,
                                              &context);
    //將觀察者添加到主線程runloop的common模式下的觀察中
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), runLoopObserver, kCFRunLoopCommonModes);
    //創(chuàng)建子線程監(jiān)控
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        //子線程開啟一個(gè)持續(xù)的loop用來進(jìn)行監(jiān)控
        while (YES) {
            long semaphoreWait = dispatch_semaphore_wait(dispatchSemaphore, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 20*NSEC_PER_MSEC));
            if (semaphoreWait != 0) {
                if (!runLoopObserver) {
                    timeoutCount = 0;
                    dispatchSemaphore = 0;
                    runLoopActivity = 0;
                    return;
                }
                //兩個(gè)runloop的狀態(tài)，BeforeSources和AfterWaiting這兩個(gè)狀態(tài)區(qū)間時(shí)間能夠檢測(cè)到是否卡頓
                if (runLoopActivity == kCFRunLoopBeforeSources || runLoopActivity == kCFRunLoopAfterWaiting) {
                    // 將堆棧信息上報(bào)服務(wù)器的代碼放到這里
                    //出現(xiàn)三次出結(jié)果
//                    if (++timeoutCount < 3) {
//                        continue;
//                    }
                    NSLog(@"monitor trigger");
                    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
//                        [SMCallStack callStackWithType:SMCallStackTypeAll];
                    });
                } //end activity
            }// end semaphore wait
            timeoutCount = 0;
        }// end while
    });
}
- (void)endMonitor {
    [self.cpuMonitorTimer invalidate];
    if (!runLoopObserver) {
        return;
    }
    CFRunLoopRemoveObserver(CFRunLoopGetMain(), runLoopObserver, kCFRunLoopCommonModes);
    CFRelease(runLoopObserver);
    runLoopObserver = NULL;
}
#pragma mark - Private
static void runLoopObserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info){
    SMLagMonitor *lagMonitor = (__bridge SMLagMonitor*)info;
    lagMonitor->runLoopActivity = activity;
    dispatch_semaphore_t semaphore = lagMonitor->dispatchSemaphore;
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}
- (void)updateCPUInfo {
    thread_act_array_t threads;
    mach_msg_type_number_t threadCount = 0;
    const task_t thisTask = mach_task_self();
    kern_return_t kr = task_threads(thisTask, &threads, &threadCount);
    if (kr != KERN_SUCCESS) {
        return;
    }
    for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
        thread_info_data_t threadInfo;
        thread_basic_info_t threadBaseInfo;
        mach_msg_type_number_t threadInfoCount = THREAD_INFO_MAX;
        if (thread_info((thread_act_t)threads[i], THREAD_BASIC_INFO, (thread_info_t)threadInfo, &threadInfoCount) == KERN_SUCCESS) {
            threadBaseInfo = (thread_basic_info_t)threadInfo;
            if (!(threadBaseInfo->flags & TH_FLAGS_IDLE)) {
                integer_t cpuUsage = threadBaseInfo->cpu_usage / 10;
                if (cpuUsage > 70) {
                    //cup 消耗大于 70 時(shí)打印和記錄堆棧
                    NSString *reStr = smStackOfThread(threads[i]);
                    //記錄數(shù)據(jù)庫中
//                    [[[SMLagDB shareInstance] increaseWithStackString:reStr] subscribeNext:^(id x) {}];
                    NSLog(@"CPU useage overload thread stack：\n%@",reStr);
                }
            }
        }
    }
}
@end

使用，直接在APP didFinishLaunchingWithOptions 方法里面這樣寫：

[[SMLagMonitor shareInstance] beginMonitor];

原文鏈接：https://www.jianshu.com/p/fa0c5a3746e8

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