什么是System Trace

System Trace一直作为instruments中一个默默无闻的功能出现。可能很多人并不了解System Trace，那么我们先来看看苹果工程师为System Trace写的简历吧。

System Trace Resume

意思是,这个模板提供了系统行为的全面信息。它显示线程的调度、系统线程的转化和内存使用情况。这个模板可以使用在OS X或iOS中。

还是不懂？？？

简单点说就是记录一个App运行过程中所有底层系统线程、内存的调度使用过程的工具。

System Trace In Instruments 8

在Instruments 8中，苹果的工程师System Trace进行了优化，增加了一些新功能和一些细节上的优化。

记录时间

当你开启记录模式的时候，它会将应用程序内核设置为一种特殊的跟踪模式，这将记录所有的线程调度活动,系统方法调用和虚拟内存使用。随着时间的积累，它可能是大量的数据。

所以在Intruments 8中的一项变化就是我们把模版的默认模式设置为Windowed Mode。这意味着,System Trace只保持最后五秒左右的数据。这样能使数据量下降的同时，关注的点更加集中，数据价值更高。

Time Limit

Points of Interest (关注点)

介绍

这是System Trace在Instrument 8中最大的一个优化点。

在讲这点之前，先来看看System Trace获取到的数据长什么样子。

System Trace Data Look Like

可以看的出来，这些使用痕迹十分密集。而且很多都是无用的，我们并不关心的数据。那么在instruments 8中，System Trace推出了Points of Interest这个功能，用来标记出我们关心的调用过程。

Points Of Interest

需要注意的是，此项功能只支持 iOS10/macOS Sierra/tvOS 10/ watchOS 3。

使用

看完了简介，我们来看看该如何使用这个大家伙。

kdebug

在你关注的开始处添加kdebug_signpost_start(code,arg1,arg2,arg3,arg4)

在你关注的结束处添加kdebug_signpost_end(code,arg1,arg2,arg3,arg4)

这里kdebug也支持异步的处理。

kdebug asynchronous

那么System Trace就会特殊对待你标注出的Interesting Point

AsynchronousPoint

那么这几个参数是什么意思呢？

• code 用于区分不同Point的一个id。
• arg1 预留字段
• arg2 预留字段
• arg3 预留字段
• arg4 用于区分颜色， 0 Blue, 1 Green, 2 Purple, 3 Orange, 4 Red

颜色就是用于可以更好的标注你的兴趣点。例如你希望关注到网络请求的成功和失败两种情况，那么就可以这样。

kdebug Color NSURLSession

那么只要在设置中勾选Color using last argument

Color Using Last Argument

便能够得到五颜六色的Interesting Point

AsychronousWithColor

注意点

大致用法如上，需要注意的是要包含 #import <sys/kdebug_signpost.h>

数据分析

介绍了System Trace的使用，下面来看看 如何对获取到的数据进行分析吧。先来看看某一线程的数据吧。

Running On CUP

当你的程序运行的时候，实际上它依赖于CUP的运行。那么就不可避免的会产生CUP竞争和调度。这就依赖于操作系统的线程调用策略，来进行线程切换。在System Trace中，你可以清楚的看到每个线程中的细节调用过程。

Running State

Blocked State

Runnable State

从上图可以发现，线程一般有3种状态。Running（运行），Blocked（阻塞），Runnable（可运行）。

Running 表示现在该线程拥有CUP时间去处理数据。

Blocked 表示该线程的CUP时间到了，进去阻塞状态，CUP开始为其他线程服务。

Runnable 表示该线程重新对CUP获取到控制权。

More：
现在大多数操作系统都是如此（包括windows）。例如你有ABC三个事件要去处理，真正的CUP调度不会是按照ABC来处理。可能的调度过程是：ABABCBC。
实际的调度是靠计算机外部会有一个外部计时器，调度的工作全靠这个寄存器。按照一定频率和调度算法进行CUP调度，如果A线程用完了自己的CUP Time就会进入阻塞状态，等待唤起。

这里我们还可以看到所有调度所花费的时间。其中包含线程中断时存储状态的时间和线程抢占时切换线程的时间。

Time Of CUP

User Interactive Load Average (用户交互负载记录器)

简介

这是Instruments 8的另外一个新亮点，简单好用。User Interactive Load Average，就是跟踪每10毫秒内CUP的交互负载，并绘制成图像。具体如下。

使用

System Load

从上面的图片可以看出，蓝色线表示一个时刻，下面数据对应的时间点。下面的图表表示，在这一时刻你有3个线程正在Running或者Runnable。还可以知道每一个线程运行在哪个CUP上。

当然这样可能不直观，不知道到底我们的app行不行，那么苹果还提供一个直观的图表方便我们查看。

Average Load

绿色部分表示，在这个时刻你的线程负载是CUP可以接受的。橙色部分表示，在这个时刻你的线程负载超出了CUP性能。

总结

在性能优化上，Time Profiler 能进行大部分的优化。System Trace作为Time Profiler的辅助工具出现，能够让开发人员更加了解和关心App底层的运行过程。通过这个工具了解到每一个时刻，App内部在发生些什么。