如何在iOS ProMotion设备上获取帧率并区分CADisplayLink回调卡顿与帧率切换

嘿，这个问题确实是ProMotion设备做性能监控时的棘手难题——毕竟系统动态切换帧率时，CADisplayLink的回调间隔变化和卡顿导致的延迟看起来几乎一样。结合你提到的iOS 15的特殊情况，我来分享几个实际验证过的可行思路：

• 利用preferredFrameRateRange的min/max结合实际帧间隔判断
  虽然iOS 15里CADisplayLink.preferredFrameRateRange.preferred会返回0，但minimum和maximum字段是实时更新的，能反映当前系统允许的帧率范围。你可以这么做：

  1. 每次回调时，用当前帧的timestamp减去上一帧的timestamp，计算出实际帧间隔，再转换成实际帧率（1 / 帧间隔）。
  2. 对比当前的minimum和maximum值：如果实际帧率落在这个范围附近（可以加±1的容错，避免微小波动误判），那就是系统在切换帧率档位；如果实际帧率远低于minimum，那大概率是卡顿。

• 通过连续帧的稳定性辅助判断
  有时候单帧的间隔波动可能是系统帧率切换的过渡，这时候可以多记录几帧的间隔：

  • 如果连续2-3帧的间隔都稳定在某个新的帧率对应的数值，且和当前min/max范围匹配，就判定为帧率切换。
  • 如果连续多帧间隔都远超当前范围的预期值，再判定为卡顿，这样能减少误判。

• 附一段参考代码示例

  class FramePerformanceMonitor {
      private var displayLink: CADisplayLink?
      private var lastTimestamp: CFTimeInterval = 0
      // 记录连续帧的间隔，用于辅助判断
      private var recentFrameIntervals = [CFTimeInterval]()
      
      func startMonitoring() {
          displayLink = CADisplayLink(target: self, selector: #selector(onDisplayLinkTick(_:)))
          displayLink?.add(to: .main, forMode: .common)
      }
      
      func stopMonitoring() {
          displayLink?.invalidate()
          displayLink = nil
      }
      
      @objc private func onDisplayLinkTick(_ link: CADisplayLink) {
          guard lastTimestamp > 0 else {
              lastTimestamp = link.timestamp
              return
          }
          
          let currentInterval = link.timestamp - lastTimestamp
          lastTimestamp = link.timestamp
          
          // 维护最近3帧的间隔记录
          recentFrameIntervals.append(currentInterval)
          if recentFrameIntervals.count > 3 {
              recentFrameIntervals.removeFirst()
          }
          
          let actualFps = 1 / currentInterval
          let frameRange = link.preferredFrameRateRange
          let minAllowedFps = frameRange.minimum
          let maxAllowedFps = frameRange.maximum
          
          // 计算最近帧的平均帧率
          let avgInterval = recentFrameIntervals.reduce(0, +) / Double(recentFrameIntervals.count)
          let avgFps = 1 / avgInterval
          
          // 判断是否是帧率切换：平均帧率落在允许范围内，且单帧波动小
          let isFrameRateShift = avgFps >= minAllowedFps - 1 && avgFps <= maxAllowedFps + 1
          
          if isFrameRateShift {
              print("系统切换帧率：当前平均帧率 \(avgFps)，允许范围 \(minAllowedFps)-\(maxAllowedFps)")
          } else {
              print("出现卡顿：当前平均帧率 \(avgFps)，远低于允许范围最小值 \(minAllowedFps)")
          }
      }
  }
  

• 注意事项

  • ProMotion设备的帧率范围是动态变化的，比如显示静态内容时可能降到10Hz左右，滑动时回升到120Hz，每次回调都要实时获取最新的min/max值。
  • 容错范围可以根据自己的监控需求调整，比如对游戏类应用可以把容错调小，对普通应用可以适当放宽。

内容来源于stack exchange