卡顿的原因：
由上面屏幕显示的原理，采用了垂直同步机制的手机设备。如果在一个VSync 时间内，CPU 或GPU 没有完成内容提交，则那一帧就会被丢弃，等待下一次机会再显示，而这时显示屏会保留之前的内容不变。例如在主线程里添加了阻碍主线程去响应点击、滑动事件、以及阻碍主线程的UI绘制等的代码，都是造成卡顿的常见原因。
卡顿监控：
卡顿监控一般有两种实现方案：
(1). 主线程卡顿监控。通过子线程监测主线程的runLoop，结合信号量dispatch_semaphore_t，判断结束休眠到再次休眠两个状态区域之间的耗时是否达到一定阈值。（微信-iOS实时卡顿监控）
(2). FPS监控。要保持流畅的UI交互，App 刷新率应该当努力保持在 60fps。FPS的监控实现原理，上面已经探讨过这里略过。
在使用FPS监控性能的实践过程中，发现 FPS 值抖动较大，造成侦测卡顿比较困难。为了解决这个问题，通过采用检测主线程每次执行消息循环的时间，当这一时间大于规定的阈值时，就记为发生了一次卡顿的方式来监控。
这也是美团的移动端采用的性能监控Hertz 方案，微信团队也在实践过程中提出来类似的方案–微信读书 iOS 性能优化总结。
/* Run Loop Observer Activities */
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
kCFRunLoopEntry = (1UL << 0), // 即将进入Loop
kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 即将处理Timer
kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即将处理Source
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), // 即将进入休眠
kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6), // 刚从休眠中唤醒
kCFRunLoopExit = (1UL << 7), // 即将退出Loop
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU // 所有状态
};方案的提出，是根据滚动引发的Sources事件或其它交互事件总是被快速的执行完成，然后进入到kCFRunLoopBeforeWaiting状态下；假如在滚动过程中发生了卡顿现象，那么RunLoop必然会保持kCFRunLoopAfterWaiting或者kCFRunLoopBeforeSources这两个状态之一。
所以监控主线程卡顿的方案一：
开辟一个子线程，然后实时计算 kCFRunLoopBeforeSources 和 kCFRunLoopAfterWaiting 两个状态区域之间的耗时是否超过某个阀值，来断定主线程的卡顿情况。
(南栀倾寒)给出了自己的解决方案，Swift的卡顿检测第三方ANREye。这套卡顿监控方案大致思路为：创建一个子线程进行循环检测，每次检测时设置标记位为YES，然后派发任务到主线程中将标记位设置为NO。接着子线程沉睡超时阙值时长，判断标志位是否成功设置成NO，如果没有说明主线程发生了卡顿。
结合这套方案，当主线程处在Before Waiting状态的时候，通过派发任务到主线程来设置标记位的方式处理常态下的卡顿检测：
#define lsl_SEMAPHORE_SUCCESS 0
static BOOL lsl_is_monitoring = NO;
static dispatch_semaphore_t lsl_semaphore;
static NSTimeInterval lsl_time_out_interval = 0.05;
@implementation LSLAppFluencyMonitor
static inline dispatch_queue_t __lsl_fluecy_monitor_queue() {
static dispatch_queue_t lsl_fluecy_monitor_queue;
static dispatch_once_t once;
dispatch_once(&once, ^{
lsl_fluecy_monitor_queue = dispatch_queue_create("com.dream.lsl_monitor_queue", NULL);
});
return lsl_fluecy_monitor_queue;
}
static inline void __lsl_monitor_init() {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
lsl_semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
});
}
#pragma mark - Public
+ (instancetype)monitor {
return [LSLAppFluencyMonitor new];
}
- (void)startMonitoring {
if (lsl_is_monitoring) { return; }
lsl_is_monitoring = YES;
__lsl_monitor_init();
dispatch_async(__lsl_fluecy_monitor_queue(), ^{
while (lsl_is_monitoring) {
__block BOOL timeOut = YES;
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
timeOut = NO;
dispatch_semaphore_signal(lsl_semaphore);
});
[NSThread sleepForTimeInterval: lsl_time_out_interval];
if (timeOut) {
[LSLBacktraceLogger lsl_logMain]; // 打印主线程调用栈
// [LSLBacktraceLogger lsl_logCurrent]; // 打印当前线程的调用栈
// [LSLBacktraceLogger lsl_logAllThread]; // 打印所有线程的调用栈
}
dispatch_wait(lsl_semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
}
});
}
- (void)stopMonitoring {
if (!lsl_is_monitoring) { return; }
lsl_is_monitoring = NO;
}
@end其中LSLBacktraceLogger是获取堆栈信息的类，详情见代码Github。
打印日志如下:
2018-08-16 12:36:33.910491+0800 AppPerformance[4802:171145] Backtrace of Thread 771:
======================================================================================
libsystem_kernel.dylib 0x10d089bce __semwait_signal + 10
libsystem_c.dylib 0x10ce55d10 usleep + 53
AppPerformance 0x108b8b478 $S14AppPerformance25LSLFPSTableViewControllerC05tableD0_12cellForRowAtSo07UITableD4CellCSo0kD0C_10Foundation9IndexPathVtF + 1144
AppPerformance 0x108b8b60b $S14AppPerformance25LSLFPSTableViewControllerC05tableD0_12cellForRowAtSo07UITableD4CellCSo0kD0C_10Foundation9IndexPathVtFTo + 155
UIKitCore 0x1135b104f -[_UIFilteredDataSource tableView:cellForRowAtIndexPath:] + 95
UIKitCore 0x1131ed34d -[UITableView _createPreparedCellForGlobalRow:withIndexPath:willDisplay:] + 765
UIKitCore 0x1131ed8da -[UITableView _createPreparedCellForGlobalRow:willDisplay:] + 73
UIKitCore 0x1131b4b1e -[UITableView _updateVisibleCellsNow:isRecursive:] + 2863
UIKitCore 0x1131d57eb -[UITableView layoutSubviews] + 165
UIKitCore 0x1133921ee -[UIView(CALayerDelegate) layoutSublayersOfLayer:] + 1501
QuartzCore 0x10ab72eb1 -[CALayer layoutSublayers] + 175
QuartzCore 0x10ab77d8b _ZN2CA5Layer16layout_if_neededEPNS_11TransactionE + 395
QuartzCore 0x10aaf3b45 _ZN2CA7Context18commit_transactionEPNS_11TransactionE + 349
QuartzCore 0x10ab285b0 _ZN2CA11Transaction6commitEv + 576
QuartzCore 0x10ab29374 _ZN2CA11Transaction17observer_callbackEP19__CFRunLoopObservermPv + 76
CoreFoundation 0x109dc3757 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_AN_OBSERVER_CALLBACK_FUNCTION__ + 23
CoreFoundation 0x109dbdbde __CFRunLoopDoObservers + 430
CoreFoundation 0x109dbe271 __CFRunLoopRun + 1537
CoreFoundation 0x109dbd931 CFRunLoopRunSpecific + 625
GraphicsServices 0x10f5981b5 GSEventRunModal + 62
UIKitCore 0x112c812ce UIApplicationMain + 140
AppPerformance 0x108b8c1f0 main + 224
libdyld.dylib 0x10cd4dc9d start + 1
======================================================================================方案二: 是结合CADisplayLink的方式实现
在检测FPS值的时候，我们就详细介绍了CADisplayLink的使用方式，在这里也可以通过FPS值是否连续低于某个值开进行监控。
