Instruments 是 Apple 提供的一个强大性能分析和调试工具，随 Xcode 一起提供，用于分析 iOS、macOS、watchOS 和 tvOS 应用的运行时行为。
可以用 Instruments 来找出：
1、性能瓶颈（卡顿、CPU 爆高）。
2、内存泄漏（Memory Leak）。
3、内存使用过大（Memory Usage）。
4、线程死锁、线程竞争。
5、UI 卡顿（帧率低）。
6、不必要的磁盘读写。
7、音频、网络延迟问题。
打开方式
有两种方式打开：
方式一：从Xcode启动
在 Xcode 菜单栏：
Product > Profile （快捷键 Cmd + I）或菜单栏：
Xcode > Open Developer Tool > Instruments
方式二：单独启动
也可以在“聚焦”（快捷键Command + Space空格）上搜索 “Instruments” 启动它：
/Applications/Xcode.app/Contents/Applications/Instruments.app
Instruments 的核心构件：Template 模板
Instruments 提供很多预设的「分析模板」，每个模板分析不同维度。
基础与常用分析工具
1、Blank：空白模板，用于自定义组合多种工具，如 Time Profiler、Allocations 等，适合高级用户自定义分析流程。
2、Activity Monitor：类似 macOS 自带的活动监视器，查看 CPU、内存、磁盘、能耗、线程等使用状况。实时监控资源占用情况。
3、Allocations：跟踪对象的内存分配与释放，找出内存泄漏、过度分配或对象生命周期过长等问题。
4、App Launch：分析 应用从启动开始到可交互为止的全过程，调试应用启动时间过长的问题。
5、Leaks：检测内存泄漏。与 Allocations 搭配使用更有效。
性能分析工具
1、Time Profiler：采样调用栈，找出最耗时的函数。用于定位 CPU 性能瓶颈（最常用的性能分析工具之一）。
2、CPU Profiler：更底层的 CPU 分析工具，比 Time Profiler 粒度更细，支持多核心、缓存命中等。
3、CPU Counters：监控硬件性能计数器，比如缓存命中率、分支预测失败、指令数量等。需要支持的硬件。
4、System Trace：综合系统级分析，包括线程切换、I/O、CPU、内核事件，适合复杂系统瓶颈诊断。
5、Processor Trace：使用 Intel PT 技术进行低级别指令跟踪（较底层，适合内核开发或系统调优）。
图形与游戏相关
1、Metal System Trace：分析 Metal 图形指令执行、GPU 调度延迟、资源加载。用于调试 macOS / iOS 上的 Metal 应用性能问题。
2、SceneKit：用于分析 SceneKit 渲染性能，如场景图更新、渲染时间、动画卡顿等。
3、RealityKit Trace：分析使用 RealityKit 的 AR 应用，调试实体、锚点、物理系统和渲染效率。
4、Game Memory：针对游戏内存使用优化，包括纹理缓存、资源加载等。
5、Game Performance：全面分析游戏帧率、GPU、CPU 开销，识别卡顿、帧落问题。
6、Animation Hitches：查找动画过程中卡顿的原因，定位阻塞主线程或渲染 pipeline 的问题。
Swift / Concurrency 专用
1、SwiftUI：分析 SwiftUI 构建过程中的性能问题，比如过度渲染、状态更新等。适合调试 SwiftUI 界面更新卡顿问题。
2、Swift Concurrency：追踪 async/await 任务、任务调度、并发执行，识别 Swift Concurrency 造成的问题（如任务未结束、调度瓶颈等）。
系统交互与资源分析
1、Network：分析网络请求、响应时间、带宽使用，查看哪些请求造成了卡顿或延迟。
2、File Activity：跟踪文件系统的读写操作，识别 I/O 瓶颈或频繁磁盘访问问题。
3、Data Persistence：专注 Core Data、SQLite、NSFileManager、NSUserDefaults 等数据持久化操作的性能。
音频与机器学习
1、Audio System Trace：分析音频播放系统，如音频中断、播放延迟、缓冲区状态，适用于音频 App 或游戏。
2、Core ML：分析使用 Core ML 模型推理时的加载、执行效率和资源占用情况。
特殊调试与日志工具
1、Zombies：检测已释放对象被访问（“野指针”访问），主要用于检测 EXC_BAD_ACCESS 崩溃。
2、Logging：实时查看 OSLog、os_signpost、print() 等输出日志。与代码中插桩配合使用效果最佳。
使用教程
在Xcode中打开项目，选择要分析的Scheme（macOS应用）。
使用快捷键：⌘ + I（Command + I），弹出Instruments 应用，这里选择“SwiftUI”分析模板。
双击“SwiftUI”分析模版，进入Instruments界面。
在Instruments界面，点击左上角的Record按钮，开始录制。
Instruments会自动打开App，在App中执行需要调试的操作（如点按钮跑循环），执行完毕后，回到 Instruments，再次点击左上角的Stop停止录制按钮。
这时，可以在Instruments界面查看：
1、哪些函数最耗时。
2、哪些系统 API 被频繁调用。
3、函数调用路径（调用栈）。
4、UI 更新或后台逻辑是否占用主线程。
如果看到主线程有大量 CPU 使用，说明有优化空间。
添加多个Instrument工具
Instruments 启动时只能选择一个模板，但每个模板本质上就是一组预配置的 instrument 工具（仪器）的组合。可以在录制过程中手动添加其他工具，如 “Allocations” 或 “Leaks”。
1、启动 Instruments 并选择任意一个模板（比如选择了 “Time Profiler”）。
2、在打开的 Instruments 窗口中，点击左上角的 ”+” 按钮（Add Instrument）：
3、在弹出的列表中，可以选择任意 instrument 工具（如 Leaks、CPU Counters、File Activity 等），并将其添加到当前分析中。
4、所有添加的工具都会并行采集数据，可以在每个工具的面板中单独查看结果。
推荐配合使用场景
1、App 启动优化：App Launch + Time Profiler；
2、UI 卡顿排查（SwiftUI）：SwiftUI + Time Profiler；
3、多线程问题（async/await）：Swift Concurrency + System Trace；
4、内存泄漏排查：Allocations + Leaks + Zombies；
5、网络慢排查：Network + System Trace；
6、游戏性能问题：Game Performance + Metal System Trace；
7、文件写入卡顿：File Activity + Data Persistence。
总结
通过Instruments可以实现检测泄漏对象、SwiftUI性能等功能，根据需求选择Instruments对应的分析模版。
在Instruments界面中，可以通过左上角的按钮栏，实现运行、停止、快照等控制分析。
中间时间轴，随时间变化用于显示分析数据。
在时间轴左侧选择分析的对象类型，底部显示对象列表，双击对象列表的数据可以显示详细信息。
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Profiling apps using Instruments：https://developer.apple.com/tutorials/instruments
