在移动设备上，应用性能是至关重要的。iOS 应用程序会受到多种因素的影响，例如硬件限制，网络状况以及应用程序本身的代码实现等。为了保持应用程序的良好性能，我们需要使用工具进行性能分析和优化。 在本篇文章中，我们将介绍如何使用 Apple Instruments 工具来分析和优化 iOS 应用程序的性能。
什么是 Instruments 工具
Instruments 是一种 Mac OS X 开发工具，它可以帮助开发人员优化和调试应用程序性能。它可用于分析 CPU、内存和 I/O 使用情况，以及发现瓶颈和优化机会。Instruments 工具是 Xcode 开发套件的一部分，因此您需要安装 Xcode 才能使用它。
Instruments 工具的性能分析
1. CPU 分析器
CPU 分析器是 Instruments 工具中最常用的分析器之一，可以提供有关应用程序中各种操作所消耗的 CPU 时间的详细信息。 使用 CPU 分析器， 我们可以获得有关函数调用的 CPU 时间、CPU 使用率以及内部方法执行的详细信息。
以下是如何使用 CPU 分析器进行性能分析的步骤：
第一步：选择 CPU 分析器
在 Xcode 中，使用 Command + i 快捷键或从这里跳转到 Instruments 工具。在左侧面板中，选择 CPU 分析器 (或 Command + 1)。
第二步：设置调试目标
要启动 Instruments 工具，您需要指定要分析的调试目标（例如应用程序、设备或模拟器）。选择特定的应用程序作为调试目标后，单击 Instruments 工具屏幕中的 Record 按钮即可开始录制数据。
第三步：分析性能数据
Instruments 工具将记录应用程序的执行过程，并提供有关 CPU 使用率的详细数据。您可以通过在右侧的详情面板中选择不同的数据来查看函数及其使用率的占比。选择所需的特定功能，以查看每个功能在 CPU 使用中的占比情况，进一步分析并找到瓶颈以优化代码。
以下是示例代码：
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2. 内存分析器
内存分析器可以帮助开发人员了解应用程序的内存使用情况，以便找到内存泄漏问题并进行优化。
以下是如何使用内存分析器进行性能分析的步骤：
第一步：选择内存分析器
在左侧面板中，选择 Memory 分析器（或 Command + 2）。
第二步：设置调试目标
像使用 CPU 分析器一样，为了使用内存分析器，您需要选择特定的调试目标，然后单击 Record 按钮。
第三步：分析内存使用情况
Instruments 工具将记录应用程序的内存使用情况，您可以在详情面板中查看可能存在的内存泄漏和内存瓶颈，并进一步深入找到内存使用不当的代码。
以下是示例代码：
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-以上代码创建了 100 万个 Person 对象并为其中的每个对象分配内存。然后修改了 name 属性。这个例子虽然没有内存泄漏问题，但它提供了一个例子，展示了如何使用内存分析器来检查内存使用情况。
3. 网络分析器
最后一个我们将讨论的性能优化器是网络分析器。网络分析器可以帮助开发人员了解网络传输的具体时间，以便找出相关的瓶颈和优化机会。
第一步：选择网络分析器
在 Instrumnet 中，选择网络分析器（或者使用快捷键 Command + 4）。
第二步：设置调试目标
像上面的分析器一样，要使用网络分析器，您需要指定特定的调试目标并单击 Record 按钮。
第三步：分析网络传输
网络分析器提供了有关应用程序中特定的网络请求的详细信息。使用此分析器，您可以查看网络请求的完整时间轴，并确定哪些请求需要调整。网络分析器还提供了过滤器，以便只查看特定类型的网络请求（如 HTTP、HTTPS 等）。
总结
优化性能是 iOS 应用程序开发中非常重要的一部分。Instruments 工具是一个强大的工具，能够帮助开发人员更好地了解应用程序的性能状况。它提供了多种有用的分析器和工具，帮助开发人员更快地找出潜在的瓶颈和优化机会。本文介绍了三款常用的 Instruments 工具——CPU 分析器、内存分析器和网络分析器，同时还提供了相应的代码示例。开发人员可以通过学习本文所述的这些知识，深入了解 Instruments 工具的使用方法，从而优化现有的 iOS 应用程序。
参考文献
- https://developer.apple.com/library/archive/documentation/DeveloperTools/Conceptual/InstrumentsUserGuide/index.html
- https://www.raywenderlich.com/4648-instruments-tutorial-for-ios-getting-started
- https://nshipster.com/xcode-instruments/
- https://academy.realm.io/posts/tracking-down-memory-leaks-in-swift/
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