面试题：Objective-C项目深度优化之Instruments工具高级特性运用

Question

对于一个复杂的Objective-C大型项目，已经使用Instruments工具进行了常规的性能分析与优化，但性能提升仍未达到预期。请详细说明Instruments工具中一些不常见但强大的高级特性，例如如何利用其对动态库加载、代码签名验证等方面进行深入分析，以进一步挖掘性能优化的潜力。

Answer 1

1. 动态库加载分析

1. Dyld Image Loading Instrument：
   • 功能：此工具可深入追踪动态库的加载过程。在复杂项目中，动态库的加载时间可能成为性能瓶颈。通过该工具，你能看到每个动态库何时被加载、加载耗时以及依赖关系。
   • 使用方法：
     • 打开Instruments，选择“Dyld Image Loading”模板。
     • 运行你的Objective - C项目。
     • 分析结果时，关注“Load Time”列，它显示了每个动态库加载所需的时间。如果某个动态库加载时间过长，可能需要检查其初始化逻辑或依赖的其他库。例如，如果一个动态库依赖大量其他库，可能导致递归加载延迟。你可以尝试优化动态库的依赖结构，减少不必要的依赖，或者将一些初始化操作延迟到真正需要时进行。
2. 符号解析分析：
   • 功能：在动态库加载过程中，符号解析是重要环节。符号解析延迟可能导致性能问题。Instruments虽然没有专门的符号解析工具，但结合“Dyld Image Loading”和“Time Profiler”可进行分析。
   • 使用方法：
     • 首先使用“Dyld Image Loading”确定动态库加载的时间点。
     • 然后运行“Time Profiler”，在性能分析报告中查找与动态库符号解析相关的函数，如dyld_stub_binder等。如果这些函数出现高频调用或较长执行时间，说明符号解析存在性能问题。可能原因是动态库中的符号命名冲突或符号表过大。解决方法包括优化符号命名，减少冲突可能性；或者对动态库进行瘦身，减小符号表大小。

2. 代码签名验证分析

1. 利用系统日志结合 Instruments：
   • 功能：代码签名验证过程会产生系统日志，虽然Instruments本身没有直接针对代码签名验证的工具，但通过分析系统日志可了解验证过程中的性能瓶颈。
   • 使用方法：
     • 在Xcode中，通过“Window” -> “Devices and Simulators”，选择你的设备，在“Console”标签中查看系统日志。
     • 运行项目时，在日志中查找与代码签名验证相关的关键字，如“codesign”等。同时，配合Instruments的“Time Profiler”工具，标记代码签名验证开始和结束的时间点。
     • 如果发现代码签名验证耗时较长，可能原因是证书链过长、签名算法复杂或签名文件过大。解决方法包括优化证书链，使用更简洁的签名算法（如果可行），或减小签名文件的大小（例如，去除不必要的资源文件签名）。
2. 自定义代码分析：
   • 功能：可以在项目中添加自定义代码，在代码签名验证的关键节点插入时间戳，然后使用Instruments的“Time Profiler”工具分析这些时间戳之间的执行时间，从而精确测量代码签名验证各阶段的性能。
   • 使用方法：
     • 在项目代码中，例如在main函数开始和代码签名验证相关的关键函数前后，使用CFAbsoluteTimeGetCurrent()等函数记录时间戳。
     • 运行项目，使用“Time Profiler”捕获性能数据。在分析报告中，根据时间戳计算出代码签名验证不同阶段的耗时。根据分析结果，针对耗时较长的阶段进行优化，如优化验证算法或减少验证数据量。