iOS 性能监控（一）—— CPU功耗监控

最近，在看戴铭老师关于 “性能监控” 相关的技术分享，感觉收获很多。基于最近的学习，总结了一些性能监控相关的实践，并计划落地一系列 “性能监控” 相关的文章。

目录如下：

1. iOS 性能监控（一）—— CPU功耗监控

2. iOS 性能监控（二）—— 主线程卡顿监控

3. iOS 性能监控（三）—— 方法耗时监控

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了解CPU架构

PS：CPU与GPU比较？

GPU是图像处理器。在大部分计算机中，GPU仅仅会用来绘制图像。它会迅速算出当前屏幕的所有像素，并在显示器上绘制出来。

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iOS如何监控CPU功耗？

说一下 QiCPUMonitor 的大致实现思路。

• 首先，获取当前的任务task。从任务task中获得当前所有存活的线程信息。这时，我们就拿到了当前任务所有存活的 “ 线程信息”（threads） 和 “ 存活的线程个数 ”（threadCount） 。

• 然后，设置一个预定的CPU使用阈值。遍历所有线程的信息，查看是否有线程的CPU使用率cpu_usage “ 超过 ” 预定的阈值（例如CPU使用率超过80%）。

• 如果有线程的CPU使用率cpu_usage超过预定阈值，就 “存储” 当前线程的调用的堆栈信息。

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QiCPUMonitor的具体实现

名称 介绍 user_time 用户运行时间（精确到微妙）。 system_time 系统运行时（精确到微妙）。 cpu_usage cpu使用率（理论上限1000）。 policy 调度策略。 run_state 五种 “运行状态”：
1> running 运行中
2> stopped 已停止
3> waiting 等待中
4> uninterruptible 不可中断
5> halted 被阻塞 flags 三种 “线程标志”：
1> swapped 换出
2> idle 空闲
3> global forced idle 全局强制空闲。 suspend_count 线程已经被挂起的计数。 sleep_time 线程已经挂起的时间（精确到秒）。

其次，声明三个变量： threads、threadCount、thisTask 。

参数名 参数含义 threads 用来存储当前任务task下的所有线程信息。 threadCount 用来存储有几条线程。 thisTask 用来存储当前任务task。

thread_act_array_t threads; //! 一个数组，用来记录当前任务下的所有线程。

mach_msg_type_number_t threadCount = 0; //! 一个数，该参数用来记录线程的个数。

const task_t thisTask = mach_task_self(); //! 获取当前任务的task

然后，通过 thisTask， 获取对应的 threads 信息以及 threadCount 。

 kern_return_t kr = task_threads(thisTask, &threads, &threadCount); //! 通过thisTask，获取threads以及threadCount。

同时，检查是否获取成功， KERN_SUCCESS = 0 代表成功，其他有对应的错误码有 52 种。

if (kr != KERN_SUCCESS) { //! 检查是否成功，KERN_SUCCESS = 0 代表成功，其他有对应的错误码有52种。

return;

}

最后，遍历当前任务内所有存活的线程，查看每条线程的信息。每当有线程的CPU使用率（ cpu_usage ）超过指定阈值，就将当前线程的调用堆栈存入数据库。

//! 遍历当前任务内存活的所有线程

for (int i = 0; i < threadCount; i++) {

thread_info_data_t threadInfo; // 32位data

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; // 获取线程的信息

if (!(threadBaseInfo->flags & TH_FLAGS_IDLE)) {

integer_t cpuUsage = threadBaseInfo->cpu_usage / 10; // CPU最大usage为1000，因此除10即可获得CPU当前的利用率。

if (cpuUsage > CPUMONITORRATE) { // 超过设定的阈值时，记录堆栈

//cup 消耗大于设置值时打印和记录堆栈

NSString *reStr = qiStackOfThread(threads[i]);

QiCallStackModel *model = [[QiCallStackModel alloc] init];

model.stackStr = reStr;

//记录数据库中

[[[QiLagDB shareInstance] increaseWithStackModel:model] subscribeNext:^(id x) {}];

NSLog(@"CPU useage overload thread stack：\n%@",reStr);

}

}

}

}

为了监控的同时，又不影响App性能，故这个判断用一个定时器，每3秒刷新一次即可。

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