native-app-profiling

原生应用性能分析（CLI）

概述

通过 xctrace 录制 Time Profiler，提取采样数据、符号化并识别热点，无需打开 Instruments。

快速开始

1) 录制 Time Profiler

附加到正在运行的进程：

# Get the PID first
pgrep -x "AppName"

# Record for 90 seconds
xcrun xctrace record \
    --template 'Time Profiler' \
    --time-limit 90s \
    --output /tmp/App.trace \
    --attach <pid>

启动并录制：

xcrun xctrace record \
    --template 'Time Profiler' \
    --time-limit 90s \
    --output /tmp/App.trace \
    --launch -- /path/to/App.app/Contents/MacOS/App

2) 导出时间采样数据

列出跟踪记录中可用的架构：

xcrun xctrace export --input /tmp/App.trace --toc

导出时间分析数据：

xcrun xctrace export \
    --input /tmp/App.trace \
    --xpath '/trace-toc/run/data/table[@schema="time-profile"]' \
    --output /tmp/time-profile.xml

3) 获取符号化所需的加载地址

应用运行时，获取 __TEXT 段的加载地址：

vmmap <pid> | grep "__TEXT"

查找加载地址（通常以 0x1... 开头）。

4) 符号化堆栈帧

使用 atos 对地址进行符号化：

atos -o /path/to/App.app/Contents/MacOS/App -l 0x100000000 <address>

工作流说明

• 正确的二进制文件：确认分析的是正确的构建版本（本地版本还是 /Applications 中的版本）
• 触发慢速路径：录制期间，执行运行缓慢的操作
• 录制时长：如果堆栈为空，请延长录制时间或避免空闲时间
• 符号匹配：二进制文件的符号必须与跟踪记录匹配（同一构建版本）

可用模板

列出所有性能分析模板：

xcrun xctrace list templates

常见模板：

• Time Profiler - CPU 采样
• Allocations - 内存分配
• Leaks - 内存泄漏检测
• System Trace - 系统级活动
• Animation Hitches - UI 性能

常用命令

任务	命令
列出模板	xcrun xctrace list templates
列出设备	xcrun xctrace list devices
查看录制帮助	xcrun xctrace help record
查看导出帮助	xcrun xctrace help export
获取 PID	pgrep -x "AppName"
获取加载地址	vmmap <pid> | grep __TEXT
符号化	atos -o <binary> -l <load-addr> <address>

分析结果

手动分析

1. 将跟踪记录导出为 XML
2. 解析调用树数据
3. 查找采样数较高的帧
4. 聚焦于应用自身的代码（过滤掉系统框架）

识别热点

查找：

• 自身耗时较高的函数（在函数本身花费的时间）
• 指示算法效率低下的深层调用栈
• 暗示存在优化机会的重复模式

注意事项

• ASLR：运行时 __TEXT 加载地址会在每次启动时变化——从 vmmap 获取
• 构建版本不匹配：符号必须与被分析的确切构建版本匹配
• 空闲时间：分析空闲的应用会产生空数据或无用数据
• 权限：某些操作可能需要使用 sudo 运行

iOS 性能分析

对模拟器上的 iOS 应用进行分析：

xcrun xctrace record \
    --template 'Time Profiler' \
    --device <simulator-udid> \
    --time-limit 60s \
    --output /tmp/iOS-App.trace \
    --launch -- <bundle-id>

获取模拟器 UDID：

xcrun simctl list devices | grep Booted

自动化脚本

基本录制脚本：

#!/bin/bash
set -e

APP_NAME="$1"
DURATION="${2:-60}"
OUTPUT="${3:-/tmp/$APP_NAME.trace}"

if [ -z "$APP_NAME" ]; then
    echo "Usage: $0 <app-name> [duration-seconds] [output-path]"
    exit 1
fi

PID=$(pgrep -x "$APP_NAME" || true)

if [ -n "$PID" ]; then
    echo "Attaching to running $APP_NAME (PID: $PID)"
    xcrun xctrace record \
        --template 'Time Profiler' \
        --time-limit "${DURATION}s" \
        --output "$OUTPUT" \
        --attach "$PID"
else
    echo "App not running. Please start $APP_NAME first."
    exit 1
fi

echo "Trace saved to: $OUTPUT"
echo "To analyze: xcrun xctrace export --input $OUTPUT --toc"

检查清单

• 已确认正确的二进制文件路径
• 应用正在运行或已准备好启动命令
• 可复现慢速路径
• 已在出现问题的行为期间录制跟踪记录
• 已捕获用于符号化的加载地址
• 已分析结果并识别热点