5-21.【性能分析与优化】Time Profiler 中看到大量 swift_retain / swift_release，你会如何分析？

1️⃣ 现象

在 Time Profiler 中，你看到：

swift_retain
swift_release
swift_retain
swift_release
...

• 频繁调用 → CPU 占用高 → 热路径性能下降

• 通常出现在：

  • class 实例频繁创建 / 传递
  • 闭包捕获 / 临时对象
  • 协议存在类型 / 泛型值类型逃逸到堆
  • 数组 / 字典写操作触发 CoW 并逃逸到 heap

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2️⃣ 分析思路

（1）确认对象类型

• ARC 只对 class / heap 对象 / heap 逃逸 struct 生效

• 检查：

  • 是否频繁创建临时 class
  • 是否值类型（struct / enum）由于 逃逸 被放到 heap → 引用计数操作

（2）检查调用上下文

• 使用 Extended Detail → Call Tree，展开函数栈

• 找到 swift_retain / swift_release 的调用者

• 常见热点：

  1. 协议存在类型调用（existential） → 值类型被 box → heap + ARC
  2. 泛型函数返回逃逸 struct → heap + ARC
  3. SwiftUI / Combine pipeline 中 closure 捕获 class

（3）结合 Allocations 工具

• 对应 Time Profiler 栈展开 → Allocations 查看对象数量
• 如果对象频繁分配 → retain/release 频繁
• 可以判断 是短生命周期对象频繁堆分配，还是 长生命周期对象频繁引用修改

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3️⃣ 常见优化手段

（1）减少 heap 分配 / 值类型逃逸

struct BigStruct {
    var data: [Int]
}

func process(_ x: BigStruct) { ... }

• 如果 x 逃逸 → heap + ARC

• 优化：

  • 使用 inout 传递，避免拷贝到 heap
  • 使用局部副本或批量操作

func processInout(_ x: inout BigStruct) { ... }

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（2）减少协议存在类型 boxing

• [Protocol] / let p: Protocol = ... → 值类型被 box → ARC

• 优化：

  • 泛型约束代替 protocol existential → 静态派发

• 示例：

protocol Shape { func area() -> Double }
func totalArea<T: Shape>(_ shapes: [T]) -> Double {
    shapes.reduce(0) { $0 + $1.area() } // 静态派发 + 无 ARC boxing
}

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（3）closure 捕获优化

let array = [1,2,3]
let doubled = array.map { $0 * 2 } // closure 捕获

• 小闭包捕获堆分配 class → retain/release

• 优化：

  • 避免捕获大量对象
  • 使用局部 struct 或泛型函数

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（4）热点函数内联

• 小函数 → @inline(__always) → 编译器可优化 retain/release
• 避免临时对象频繁堆分配

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（5）分析 SwiftUI / Combine 情况

• SwiftUI view struct 频繁更新 → heap escape + ARC

• Combine pipeline sink / map / assign closure 捕获 class → retain/release

• 优化策略：

  • 尽量用 struct / 泛型代替 class
  • 避免 protocol existential / AnyPublisher / AnyObject 捕获

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4️⃣ 总结分析流程

1. 确认类型：class / heap struct / closure → ARC

2. 确认调用点：Time Profiler 展开 call tree

3. 配合 Allocations：判断对象频繁分配

4. 诊断原因：

   • 临时 class / heap 逃逸 struct
   • 协议存在类型 boxing
   • closure 捕获 class

5. 优化方法：

   • 泛型代替协议存在类型
   • inout / 局部副本
   • final class / struct 优化静态派发
   • 内联 / 小函数减少 retain/release

核心理念：
频繁 retain/release = 对 heap 对象操作频繁 → 静态派发 + 值类型 + 泛型 + inout + 内联 → 可显著降低 ARC 开销

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