Analyze hangs with Instruments

ハイライト

Instruments に Hangs テンプレートが追加されました。 Time Profiler と SwiftUI テンプレートを併用すると、開発者はメインスレッドの遅延、非同期遅延、メインスレッドのブロックという 3 種類のパフォーマンスの問題を特定し、応答遅延を数百ミリ秒から 100 ミリ秒未満に短縮できます。

主要内容

アプリのユーザーがボタンをクリックしますが、インターフェイスは応答する前に 0.5 秒間ハングします。この体験は、スイッチを押してから遅れて点灯する電球のようなもので、「本物のインタラクション」という幻想を即座に打ち破ります。

Apple の調査によると、100 ミリ秒未満の遅延は、個別のインタラクション (ボタンのクリックなど) をほとんど感知できないことがわかっています。 250 ミリ秒を超える遅延はユーザーに顕著です。レイテンシが 500 ミリ秒を超えると、実際にハングアップします。 Instruments のハングテンプレートは、250 ミリ秒から始まるマイクロハングをマークし、500 ミリ秒を超えると正式なハングをマークします。

(01:52) ハングを発見した後の分析は、通常、インストゥルメントでのハングの種類の特定、根本原因の特定、修復と検証の 3 つのステップに分かれています。この講演では分析セッションに焦点を当て、3 つの典型的なハングを示しました。

メインスレッドがビジー状態でハングします

(19:38) このスピーチでは、例として背景選択インターフェイスが使用されています。BackgroundThumbnailViewサムネイルをメインスレッドに直接同期的にロードします。

struct BackgroundThumbnailView: View {
    static let thumbnailSize = CGSize(width:128, height:128)
    var background: BackyardBackground

    var body: some View {
        Image(uiImage: background.thumbnail)
    }
}

グリッドに多数のサムネイルを同時に表示すると、それぞれのサムネイルがbackground.thumbnail画像のデコードとスケーリングはすべてメインスレッドで実行されるため、インターフェイスがスタックします。

修正は、同期読み込みを非同期に変更することです。最初に使用するProgressView席に座ってパスしてください.taskバックグラウンドでの読み込み:

struct BackgroundThumbnailView: View {
    static let thumbnailSize = CGSize(width:128, height:128)
    var background: BackyardBackground
    @State private var image: UIImage?

    var body: some View {
        if let image {
            Image(uiImage: image)
        } else {
            ProgressView()
                .frame(width: Self.thumbnailSize.width, height: Self.thumbnailSize.height, alignment: .center)
                .task {
                    image = await background.thumbnail
                }
        }
    }
}

キーポイント:

@State private var image非同期で読み込んだ画像を保存する -ProgressView()画像の準備ができる前に読み込みインジケーターを表示する -.taskモディファイアはバックグラウンドで非同期コードを自動的に実行し、完了時に UI を更新します -background.thumbnail同期プロパティを次のように変更します。async計算されたプロパティ、時間のかかる操作をメインスレッドから移動

非同期遅延ハング

(33:40)awaitバックグラウンドタスク自体に時間がかかりすぎる場合でも、ユーザーには長い ProgressView が表示されます。この状況は、Instruments では次のように現れます。メインスレッドはビジーではありませんが、長時間ハングします。

解決策は、サムネイルの計算を非同期にすることです。

public var thumbnail: UIImage {
    get async {
        // compute and cache thumbnail
    }
}

このようにして、デコードとスケーリングはバックグラウンドで完了し、メインスレッドは結果を表示することだけを担当します。

メインスレッドのブロックハング

(38:52) 最も隠されたカテゴリ。コードはそれを使用しているように見えますawaitですが、後続のコードは引き続きメインスレッドをブロックします。

class ColorizingService {
    static let shared = ColorizingService()
    func colorize(_ grayscaleImage: CGImage) async throws -> CGImage
}

struct ImageTile: View {
    var body: some View {
        mainContent
            .task {
                let colorizer = ColorizingService.shared
                result = try await colorizer.colorize(image)
            }
    }
}

問題はColorizingService.sharedはい@MainActor同期プロパティがオンになっています。それでもcolorizeはいasync、しかしアクセスsharedメインスレッド自体をブロックします。さらに陰湿に、次のように書かれていても、await ColorizingService.shared.colorize(image)，shared同期アクセスは依然として発生しますawait前に。

修正は、メインスレッドで同期されたシングルトンにアクセスしないようにすることです。シングルトン参照は事前に取得することも、メインスレッドに依存しない初期化メソッドにリファクタリングすることもできます。

詳細

インストゥルメントを使用してハングを分析する

(01:52) Xcode 15 で、[Product] > [Profile] を選択し、次に Hangs テンプレートを選択します。アプリの実行を記録した後、Instruments はしきい値を超えるすべてのハング間隔をマークします。

タイムライン領域には赤いバーが表示され、その下に各スレッドのアクティビティが表示されます。ハング間隔をクリックすると、下の詳細パネルにその期間の各スレッドのコールスタックが表示されます。

3 種類のハングの識別特徴

吊り下げタイプ	メインスレッドのステータス	識別方法
メインスレッドがビジー状態	100% CPU	Time Profiler は、コードを実行しているメインスレッドを表示します。
非同期遅延	アイドル状態、待機中	ハング時間が長く、メインスレッドにアクティビティがない
メインスレッドがブロックされました	アイドル状態だがブロックされている	呼び出しスタックが同期ロックまたはアクター分離コードで停止する

Grid と LazyVGrid の選択

(20:26) スピーチも比較しましたGridそしてLazyVGrid性能の差。Gridすべてのサブビューを一度に作成しますが、LazyVGrid目に見える領域にのみ作成されます。大量のデータの場合は、次を使用します。LazyVGrid：

ScrollView {
    LazyVGrid(columns: [.init(.adaptive(minimum: BackgroundThumbnailView.thumbnailSize.width))]) {
        ForEach(BackyardBackground.allBackgrounds) { background in
            BackgroundThumbnailView(background: background)
        }
    }
}