AppleTrace是一个用来分析iOSApp性能的工具。
背景一般情况下使用Istrumets（主要是TimeProfiler）进行iOSApp的性能分析就足够了，但是TimeProfiler把调用方法都合并了起来，失去了时序的表现。直到有一天看到Adroid开发的同事使用 systrace 分析性能，systrace生成一个html文件，把函数（方法）的调用耗时按照先后顺序表现出来。心里想：要是iOS也有这样的工具就好了。了解到这个html文件是 catapult 生成的。
一天看到iosre论坛一篇hookobjc_msgSed的帖子。突然想到，可以结合catapult来生成ObjectiveC方法的性能分析图（暂且这么叫吧）。（虽然一直也有hookobjc_msgSed的方法，但这次煮好的佳肴终于忍不住下手了）。
说搞就开始搞，暂停几天开发MachOExplorer。近期一直利用少之又少的业余时间蜗牛般开发MachOExplorer，但现在看来生成性能分析图更是重要，回想过去的一些苦力加班，如果能生成这个性能分析图，当时岂不是很快就解决问题了。
目标hook所有的objc_msgSed，也就是把每个ObjectiveC方法的耗时计算出来，并按照先后顺序生成性能分析图。
要解决的问题如何生成最终的html从这里可以了解到catapult是如何生成html的。其中一种方式可以是：Chrome’s trace_evetformat。简单来说，trace_evetformat 就是个jso格式，按照这个约定的jso格式填充数据后，就可以使用trace2html命令（pytho脚本）转换为最终的html文件了。
$CATAPULT/tracig/bi/trace2htmlmy_trace.jso--output=my_trace.html&&opemy_trace.html如何Hookobjc_msgSed见文章使用HookZz快速逆向(Hackobjc_msgSed)理清逻辑
HookZz是jmpews开发的微型hook框架，使用起来十分灵活。详见 https://jmpews.github.io/zzpp/
如何生成trace_evetformat的jso文件参考文档Chrome’s trace_evetformat 可以了解到，最简单的jso文件，可以是这样：
[{"ame":"Asub","cat":"PERF","ph":"B","pid":22630,"tid":22630,"ts":829},{"ame":"Asub","cat":"PERF","ph":"E","pid":22630,"tid":22630,"ts":833}]每一行表示一个Evet，
{"ame":"myName","cat":"category,list","ph":"B","ts":12345,"pid":123,"tid":456,"args":{"someArg":1,"aotherArg":{"value":"myvalue"}}}每个字段的含义如下：
-ame:Theameoftheevet,asdisplayediTraceViewer-cat:Theevetcategories.Thisisacommaseparatedlistofcategoriesfortheevet.ThecategoriescabeusedtohideevetsitheTraceViewerUI.-ph:Theevettype.Thisisasiglecharacterwhichchagesdepedigothetypeofevetbeigoutput.Thevalidvaluesarelistedithetablebelow.Wewilldiscusseachphasetypebelow.-ts:Thetracigclocktimestampoftheevet.Thetimestampsareprovidedatmicrosecodgraularity.-tts:Optioal.Thethreadclocktimestampoftheevet.Thetimestampsareprovidedatmicrosecodgraularity.-pid:TheprocessIDfortheprocessthatoutputthisevet.-tid:ThethreadIDforthethreadthatoutputthisevet.-args:Ayargumetsprovidedfortheevet.Someoftheevettypeshaverequiredargumetfields,otherwise,youcaputayiformatioyouwishihere.TheargumetsaredisplayediTraceViewerwheyouviewaevetitheaalysissectio.其中ph（evettype）是需要关心的：
EvettypeEvetphasesDuratioEvetsB(begi),E(ed)……也就是说一个方法的调用，至少有两行，ph=B和ph=E。
格式弄清楚后，就需要生成jso文件了。生成这个jso文件本质上就是个日志功能，为了尽最大可能不影响App的性能，使用内存映射mmap方法来写文件。同时为了简单的处理多线程问题，使用了串行queue。代码见这里
最终trace文件会生成在App沙盒中的Library/appletracedata目录。由于日志量可能很大，又结合mmap的特性，日志文件会以下面的逻辑生成：
trace.appletracetrace_1.appletracetrace_2.appletracetrace_3.appletrace...trace_N.appletrace每个appletrace文件16MB，由于mmap的特性（只能映射固定大小文件），文件末尾一般会有\0来填充。
生成这些appletrace文件后，需要从App的沙盒中复制出来。使用merge.py把appletrace文件转换为trace_evetformat的jso文件。
pythomerge.py-d<appletracedatadirectory>最终执行catapult的trace2html脚本，生成最终的html文件。
pythocatapult/tracig/bi/trace2htmlappletracedata/trace.jso--output=appletracedata/trace.html 使用方法采集数据目前有两种采集数据的方式。
手动APTBegiSectio和APTEdSectio这种场景是：我不想hook所有的ObjectiveC方法，我只想在分析性能时，一点一点手动添加开始点和结束点。（这点Adroid的systrace也是支持）虽然麻烦，但在定位到大体方向后，这样更加精细和准确，避免了hook对App本身性能的影响。
（1）只需要把 appletrace.h和appletrace.mm文件拖入自己的功能即可。（当然这里可以做成CocoaPods，有时间可以做下）。
（2）然后在函数（方法）的开头和结尾（或者自己感兴趣的区间），调用APTBegiSectio 和 APTEdSectio即可。对于ObjectiveC方法可以使用宏APTBegi和APTEd。
//ObjectiveCclassmethod#defieAPTBegiAPTBegiSectio([NSStrigstrigWithFormat:@"[%@]%@",self,NSStrigFromSelector(_cmd)].UTF8Strig)#defieAPTEdAPTEdSectio([NSStrigstrigWithFormat:@"[%@]%@",self,NSStrigFromSelector(_cmd)].UTF8Strig)参考例子 sample/MaualSectioDemo。
Hookobjc_msgSed这种场景是：我想初步定为哪里有耗时的操作，可以整体上Hookobjc_msgSed一次，对整个App的流程有个大致了解。
（1）把动态库的工程appletrace.xcodeproj拖拽到目标工程。（2）并配置动态库的依赖 TargetDepedecies 和 CopyFiles。
参考 sample/TraceAllMsgDemo。
注意：
需要关闭BitCode。仅支持arm64。处理数据，生成html从App的沙盒中复制出 Library/appletracedata 目录。（例如：Xcode可以直接Dump出整个沙盒）
然后，
//处理mmap的日志文件pythomerge.py-d<appletracedatadirectory>//生成htmlpythocatapult/tracig/bi/trace2htmlappletracedata/trace.jso--output=appletracedata/trace.html//打开opetrace.html就可以看到
性能影响目前对App性能的影响主要是：
Hookobjc_msgSed：这个是主要的影响，因此生成的最终结果仅用于分析、对比，而不能认为就是耗费了这些数值。日志文件：为了写日志，mmap了文件，还创建了队列。对App本身的性能也有影响。局限由于HookZz对objc_msgSed的hook仅实现了arm64架构，因此只能在真机上分析。（当然这也足够了，主流设备就是arm64）
计划计划1：dtrace对于数据的产生来源，目前有两种：
手动APTBegiSectio和APTEdSectioHookobjc_msgSed最近一段时间对 dtrace也学习了一段时间了，完全可以针对模拟器使用dtrace来生成数据。dtrace由于是内核层，对App本身的性能影响很小，而且dtrace不仅仅可以hook（trace）ObjectiveC方法，还可以traceC方法、swift方法。这是下一步的计划。
计划2：白名单类/黑名单类Hookobjc_msgSed的方法，有的类可能并不关心。可以采用白名单或者黑名单的方式，缩小分析范围。
计划3：Hook+loadadC++staticiitializers见Amethodofhookstaticiitializers 和Amethodofhookobjectivec+load
总结这个工具本身的代码不多（写日志），主要是组合了catapult和HookZz，再次感谢catapult和HookZz。
评论