iOS 如何监测 FPS

网罗开发

发布于 2021-11-30 13:09:09

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发布于 2021-11-30 13:09:09

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前言

现在如果在网络上搜的话，基本上大多数用于检测FPS的控件都是通过 CADisplayLink 来实现的。

CADisplayLink

官方文档对于 CADisplayLink 的介绍是：

A timer object that allows your application to synchronize its drawing to the refresh rate of the display.

即与屏幕刷新率同步的时间对象。

一般情况下，我们的屏幕刷新率是 1/60s 一次。CADisplayLink 实际上跟平常用的 NSTimer 的用法基本相似，NSTimer 的时间间隔是以秒为单位，而 CADisplayLink 则是使用帧率来作为时间间隔的单位。

利用 CADisplayLink 来实现 FPS 监测的常规做法如下：

var historyCount: Int = 0
var lastUpdateTimestamp: Double = 0
let displayLink = CADisplayLink(target: self, selector: #selector(step(displayLink:))

// ...

func step(displayLink: CADisplayLink) {
    if (lastUpdateTimestamp <= 0) {
        lastUpdateTimestamp = displayLink.timestamp
    }
    
    historyCount += 1
    let interval = displayLink.timestamp - lastUpdateTimestamp
    if (interval >= 1) {
        lastUpdateTimestamp = 0
        let fps = Double(historyCount) / interval
        print(fps)
        historyCount = 0
    }
}

核心思想为： 在初始化 CADisplayLink 对象时，指定方法，该方法会在每次屏幕刷新，即每 1/60 秒调用一次，通过计算方法的调用次数以及时间间隔，来获取当前屏幕的 fps

测试

根据上面的代码，我创建了一个 tableView，在 cell 中各种圆角图片，反正就是怎么卡怎么来:

func tableView(_ tableView: UITableView, cellForRowAt indexPath: IndexPath) -> UITableViewCell {
    let cell = tableView.dequeueReusableCell(withIdentifier: "Cell")
    cell!.imageView!.image = UIImage(named: "00" + String(indexPath.row % 8 + 1))
    cell!.imageView!.layer.cornerRadius = 10
    cell!.imageView!.clipsToBounds = true
    cell!.imageView!.layer.shadowOffset = CGSize(width: 0, height: 5)
    cell!.imageView!.layer.shadowOpacity = 1

    if (indexPath.row % 3 == 0) {
        cell!.textLabel!.text = "上路 巩州遇虎熊五百年前一场疯腾霄又是孙悟空失马 鹰愁涧飞白龙沙河阻断 路难通福陵山中收天"
    } else if (indexPath.row % 3 == 1) {
        cell!.textLabel!.text = "岭上 前行逆黄风七星不照 波月洞千年白骨 化阴风鱼篮 网通天一尾红紫金葫芦二道童九尾老狐敢压龙白虹坠 雪浪击石碎思归 难归 堕回 轮回"
    } else {
        cell!.textLabel!.text = "红霓垂 九重紫云飞久归 未归 欲回 恨回凡胎恰登对 天命难违比丘走白鹿 十三娘情丝缠缚乌袍君生百目庙前拦路自称黄眉老祖"
    }
 
    cell!.textLabel!.backgroundColor = UIColor.clear
    cell!.textLabel!.layer.shadowOffset = CGSize(width: 0, height: 2)
    cell!.textLabel!.layer.shadowOpacity = 1
    cell!.textLabel!.numberOfLines = 0

    return cell!
}

在运行时可以看到，打印出来的帧率为:

可是通过 Instrument 的 Core Animation 进行监测的时候，其结果却是：

两者完全就对不上啊。

在这篇文章中，发现作者也遇到相同的问题：iOS中基于CADisplayLink的FPS指示器详解[1]

根据大神 ibireme 的文章iOS 保持界面流畅的技巧[2]的介绍，我们能够知道在屏幕中显示图像的过程中，CPU 负责计算显示内容，进行诸如视图创建，布局计算，图片解码等工作，然后将数据提交到 GPU 上，而 GPU 对这些图像数据进行变换，渲染之后，会把图像提交到帧缓冲区，然后在下一次同步信号来临的时候，将图像显示到屏幕上。然后 GPU 就切换指向到另一个帧缓冲区，重复上述工作。

由此可以得知，因为 CADisplayLink 的运行取决于 RunLoop。而 RunLoop 的运行取决于其所在的 mode 以及 CPU 的繁忙程度，当 CPU 忙于计算显示内容或者 GPU 工作太繁重时，就会导致显示出来的 FPS 与 Instrument 的不一致。

故使用 CADisplayLink 并不能很准确反映当前屏幕的 FPS！