一、简介
Xcode提供的Instruments是一个强大且灵活的工具，用于性能分析及代码测试。Instruments的设计初衷是为了让开发者获取iOS、macOS、watchOS及tvOS的应用、进程和设备的数据图像(profiling)，以便更好的理解和优化其性能表现。在应用开发初期，将instruments引入到开发工作流中，可在开发周期内及早发现问题，从而节约后续的开发时间。
在Instruments中，开发者可以利用特定的工具集来追踪应用，进程和设备在使用时间内的各方面信息。Instruments收集数据归集图像，为开发者展示细节分析所需的结果。
不用于其他性能调试工具，Instruments可采集各种类型的数据，开发者可一一浏览。这样可以更容易识别某些可能被忽视的不良趋势，比如网络请求伴随而来的大量内存增长等等。
一些有效使用Instruments的建议：
- 检查一个或多个应用或进程的行为
- 检查特定硬件功能，如Wi-Fi和蓝牙
- 在模拟器或物理硬件设备中运行归集图像
- 记录下代码中的问题
- 对应用进行性能分析
- 寻找应用的内存问题，比如内存泄露，冗余内存，僵尸对象等
- 找出更好电池效率的优化方法
- 实施通用系统级问题分析
- 保存Instruments设置模板
尽管Instruments已经嵌入到Xcode当中，但是它是一个单独的应用，在需要的时候可以单独应用。开发者可以开发属于自己的Instruments。
二、使用
从Xcode工具栏启动Instruments（如图1），或者从Product（如图2）中启动。
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图1
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图2
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图3
苹果公司在Instruments提供了一些常用的模板，开发者也可以自行选择开发模板，选中图3中的Blank（空模板）即可创建定制模板。
- Blank：创建一个空模板，可以从Library库中添加其他模板来自定义需要的数据图像
- Activity Monitor：监控整个系统活动，包括CPU、内存、网络及磁盘实际使用情况
- Allocations：检测进程的内存分配和使用情况
- Cocoa Layout： 观察NSLayout约束的变化，寻找布局代码相关的问题
- Core Animation：检测程序动画渲染性能，显示程序在运行过程中的显卡性能以及CPU使用情况
- CoreData： 跟踪Core Data文件系统活动，监测读取、缓存未命中、保存等操作，能直观显示是否保存次数远超实际需要
- Counters: 收集使用时间或基于事件的抽样方法的性能监控计数器（PMC）事件
- Energy Log：耗电量监控
- File Activity：可以让开发者检查系统文件的使用情况，检查文件的打开、关闭、读和写操作，同时也可以检测文件系统本身的改变，包括权限和所有权发生的改变
- Leaks：检查泄漏的内存，并提供了所有活动的分配和泄漏模块的类对象分配统计信息以及内存地址历史记录
- Metal System Trace ：通过减少驱动层的API调用CPU产生的消耗，从而提高渲染效率（Metal API是apple 2014年在iOS平台上推出的高效底层的3D图形API）
- Network：用分析程序如何使用TCP/IP及UDP/IP链接
- OpenGL ES Analysis：测量分析OpenGL ES活动正确性检测以及表现问题，提供解决建议
- System Trace：通过显示当前被调度线程提供综合的系统表现，显示了从用户到系统的转换代码通过两个系统调用或内存操作
- System Usage：记录关于文件读写，包括sockets、I/O系统活动、输入输出等
- Time Profiler：执行对系统的CPU上运行的进程低负载时间为基础采样
- Zombies：测量一般的内存使用，专注于检测过度释放的野指针对象，也提供对象分配统计，以及主动分配的内存地址历史
比较常用的有Allocations，Leaks，Zombies，Core Animation，Automation，Time Profiler，Network这些模板。
三、实例
以Leaks为例，在图3所示的Instruments模板图标中选中并启动Leaks，如图4所示。
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图4
选中工具栏中的某时间截片，即可查看内存泄露发生的调用方法，并定位到代码中的位置，如图5所示。开发者就可以找到修改的办法，从而解决内存泄露问题。
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图5
