WWDC|WWDC 19(Debugging in Xcode 11)

前言 本文首发于小专栏《WWDC19 内参》
正文 本讲主要介绍了 Xcode 11 在调试功能上的更新,大体上包括以下四部分:

  • Device Conditions:模拟设备的条件,包括网络环境、设备温度
  • Environment Overrides:在联机调试时,修改模拟器或者真机的外观设置
  • Debugging Live Previews
  • Debugging SwiftUI View Hierarchies
接下来会依次介绍这些新功能。
Device Conditions
Network link condition 在此之前,iOS 设备只要曾经连接过 Xcode 进行调试,可以在设置 -> 开发者 -> Network Link Conditioner 找到这个功能:

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Xcode 11 引入了这个功能。将一台 iOS 13 以上的设备连接到 Xcode 后,在菜单栏 - Window - Device and Simulator - Devices 可以找到:

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提供的选项如下:

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image 点击 start 功能开启后,设备状态栏会有标识,点击状态栏,会有弹窗提示停止:

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【WWDC|WWDC 19(Debugging in Xcode 11)】相较于原本在设置中已有的功能,新功能的优点有:
  • 给出了更多的默认选项供开发者选择
  • 功能启动后,在设备状态栏会有标识提醒开发者,并可以快捷地进行关闭。
缺点:
  • 只能在 iOS 13 以上的设备上使用
  • 不能自定义选项(在设置中支持自定义选项)
Thermal state condition Xcode 11 还引入了全新功能,对设备温度的模拟:

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笔者注:在启动功能后,在状态栏同样会有所提示,并允许点击关闭
针对这三个选项,官方文档中给出了解释和建议:
  • fair: 对于带有风扇的设备,可以听到风扇的声音。建议:延迟对用户不可见的操作
  • serious: 对于带有风扇的设备,风扇已经达到最大功率,系统性能已经受到影响。建议:减少对 CPU、GPU、I/O 的使用,尽可能降低视觉效果,降低帧率
  • critical:系统性能已经严重受到影响,需要马上降温。建议:在不影响用户操作的情况下,将对 CPU、GPU、I/O 的使用降到最低水平。考虑停止使用摄像头及其他附件的使用
在代码中,可以使用通知来获取温度状态的变化:
// API 只在 iOS 11 及更高版本可以使用 NotificationCenter.default.addObserver(forName: ProcessInfo.thermalStateDidChangeNotification, object: nil, queue: nil) { notification in let state = ProcessInfo().thermalState switch state { case .nominal: // The thermal state is within normal limits. case .fair: // The thermal state is slightly elevated. case .serious: // The thermal state is high. case .critical: // The thermal state is significantly impacting the performance of the system and the device needs to cool down. }

笔者注:在代码中出现了选项中没有的 nominal。因为该状态代表的是正常温度的情况
Xcode -> Debug Navigator -> Energy Impact 中能够查看设备温度走势。
在 Energy Report 中,新增 Thermal State 信息。一共有两行信息展示:第一行标识是否启用了 Thermal State 功能。第二行展示了设备当前的温度状况:

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选择 Crtical,并点击 Start 按钮,Thermal State 的信息发生变化:

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笔者注:可以放心的是,这个功能只是一种模拟,设备的真实温度并不会升高
Environment Override
为方便满足用户个性化需求,苹果允许用户在设置自定义用户界面,如:
  • Light ModeDark Mode 切换
  • Dynamic Type: 字体大小变化
  • Accessibility Options
开发者需要针对不同的设置,适配 UI,工作量比较繁重。在 Xcode 11 修改以上的选项,并配合 Preview 调试界面,效率会有极大提升。
关于 Preview,可阅读专栏中 Hale 写的《快速掌握 Xcode 预览》,快速了解。
首先打开 SwiftUI 的工程,点击 Resume 按钮:

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选择 Debug Preview 模式:

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笔者注:吐槽下 Debug Preview 真是吃性能,笔者在 Early 2015 的 MacBook Pro 13.3' 上启动后,风扇呼呼叫,整个电脑的响应速度随之变慢
然后点击调试栏的 Environment Overrides,即可呼出选择框:

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Environment Override 的强大之处,总结如下:
  • 修改设置后,预览即刻发生变化,开发者据此修改代码,预览再次发生变化,是一套大大提升调试效率的工作流
  • 设置只会影响调试中的 app,不会影响系统的全局设置
  • 支持真机、模拟器、预览三种方式
  • 全平台通用
Debugging Live Previews
  • Xcode 11 的 Preview 功能,不仅可以做到界面的实时刷新,还允许调试器连接到 Preview 视图,进行断点调试:

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  • SwiftUI 运行时,如果 Xcode 检测到问题, 会显示代表运行时错误的紫色叹号:

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  • Debug Navigator 下的 Runtime 部分,会同步展示有运行时错误的详细解释:

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在 Session 中还特别提到关于 SwiftUI view 的 body 属性,三个需要注意的点:
  • 该属性用于返回当前界面的所有视图
  • 系统会在其认为需要的时候,询问 body 属性,从而自动更新视图
  • 开发者无法控制询问时机和询问次数
  • 新增一种断点类型:Runtime Issue Breakpoint。运行时发现问题后,Xcode 会自动定位到有问题的代码处:

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  • 介绍一个快捷操作:Editor - Preview - Refresh。这个操作相当于停止 Preview,重新开始加载 Preview 两个动作。

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Debugging SwiftUI View Hierarchies
SwiftUI 在使用上与老框架的不同,有以下四点:
  • 使用声明式 API
  • 使用组合和轻量级 modifier。调试时需要查看的属性减少
  • 使用值语义
  • 共用一套代码,在运行时会自动转换成平台特定代码,如 UIKit 或者 AppKit
  • UIKit 或 AppKit 可以同 SwiftUI 混合使用
  • Debug Preview 状态下,点击 Debug View Hierarchy + option,进入多窗口状态:

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  • Xcode 11 支持多窗口状态,同时展示了源代码文件、Preview、Canvas,三个界面:

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只要你的屏幕足够大,你甚至可以做到像喵神这样:

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  • 在 SwiftUI 工程,是可以允许使用原本已有的 UIKit 类的。比如 UIViewController。这将大大减轻开发者迁移 UI 的成本。图中展示的界面,上半部分便是 UIKit 创建的 UIViewController 子类,下半部分使用 SwiftUI:

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  • Debug Navigator 可以找到 UIWindow Scene,是一个用于支持多窗口的概念,在视图层级上,可以包含多个 window:

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笔者注:关于多窗口,可以看看专栏中 Roc Zhang 写的《iPad 上的多窗口》。
  • 在 Canvas 中,选中 UIView 或者 UIViewController,可以在右边的 trait collection dark 查看到当前视图的 Interface Style

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  • 使用 xcassets 创建 Color 并命名,可以在属性中查看到颜色的名字:

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  • Xcode 11 可以显示自定义属性:

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  • 方法是令 view 遵守 CustomReflectable 协议:

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  • 在 Canvas 中选中某个元素,并选择 Navigate -> Reveal In Debug Navigator,Xcode 会自动在 Debug Navigator 中定位到对应视图元素:

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  • 自定定位到的元素,如下:

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  • 仔细观察 Debug Navigator,可以发现 List 内部其实是由 UITableView 实现的。不过作为开发者,注意不能依赖于这个内部实现进行开发。不过仍适用于调试阶段进行调试:

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个人总结
对于笔者来说,比较惊喜的更新有以下两点:
  • 对网络质量和设备温度的模拟调试,极大方便开发者重现用户遇到问题的场景
  • SwiftUI 带来的实时预览功能,以及与之配套的 debug 工作流,简直是把开发者调试的效率提升了至少一个数量级
延伸学习
  • Xcode
Session 401: What's new in Xcode 11
Session 401: What's new in Xcode 11 专栏特供脱水版
  • Debug
Session 422: Designing for Adverse Network and Temperature Conditions
Session 429: LLDB: Beyond "po"
Session 429: LLDB: Beyond "po" 专栏特供脱水版

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