图像显示原理
CPU和GPU通过总线连接,CPU中计算出的往往是bitmap位图,通过总线由合适的时机传递给GPU,GPU拿到位图后,渲染到帧缓存区FrameBuffer,然后由视频控制器根据vsync信号在指定时间之前去帧缓冲区提取内容,显示到屏幕上。
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CPU所有工作:
1.Layout:UI布局,文本计算(size)
2.Display:绘制过程,比如drawRect
3.Prepare:图片编解码
4.Commit:提交位图到GPU总线 GPU所有工作:
UI卡顿、掉帧原因
在规定的16.7ms内,在下一个VSync信号到来之前,CPU和GPU并没有共同完成下一帧视频的合成,就会出现掉帧、卡顿。
滑动优化方案思路:
CPU:
1.对象的创建、调整、销毁可以放在子线程中去做ASDK;
2.预排班。布局计算、文本计算等事先放到子线程中去做;
3.使用轻量级对象,比如CALayer代替UIView
4.预渲染。文本等异步绘制,图片编解码等。
5.控制并发线程数量
6.减少重复计算布局,减少修改frame等
7.autolayout比frame更消耗资源
8.可以让图片的size跟frame一致GPU:
1.纹理渲染。避免离屏渲染
2.视图混合。减少视图层级的复杂性,减少透明视图;不透明的opaque设置为YES
3.GPU能处理的最大纹理是4096 * 4096,一旦超过这个尺寸就会调用CPU进行资源处理,所以纹理尽量不要超过这个尺寸
UIView的绘制原理
当我们调用UIView的setNeedsDisplay
的方法时候,会调用layer
的同名方法,相当于在当前layer
打上绘制标记,在当前runloop
将要
结束的时候,才会调用CALayer的display
方法进入到真正的绘制当中。
CALayer的display
方法中,首先会判断layer的delegate方法displayLayer:
是否实现,如果代理没有响应这个方法,则进入到系统绘制流程;如果代理响应了这个方法,则进入到异步绘制流程 :
1. 系统绘制流程
在CALayer内部,系统会创建一个backingStore(可以理解为CGContextRef,drawRect中取到的currentRef就是这个东西),然后layer回判断是否有delegate,如果没有代理,就调用CALayer的
drawInContext:
方法;如果有代理,则调用layer代理的drawLayer:inContext:
方法,这一步发生在系统内部,然后在合适的时间给与我们回调一个熟悉的UIView的drawRect:
方法。也就是在系统内部的绘制之上,允许我们再做一些额外的绘制。最后CALayer把backting store(位图)传给GPU。
2. 异步绘制流程
layer的delegate如果实现了displayLayer:
方法,就会进入到异步绘制的流程。在异步绘制的过程中,需要代理来生成对应的bitmap位图文件,并把此bitmap作为layer的contents属性
如果用户调用了setNeedsDisplay
方法后,在当前runloop将要结束的时候,会由系统调用对应layer的display 方法。如果此layer的代理实现了displayLayer:
方法,则会调用此代理的displayLayer:
方法,并切换到子线程中去做位图的绘制。子线程通过CoreGraphic的一系列API创建位图并把位图赋值给CALayer的contents。
离屏渲染和在屏渲染:
在屏渲染: 指的是GPU的渲染操作是在当前用于显示的屏幕缓冲区中进行
离屏渲染:指的是GPU在当前屏幕缓冲区以为新开辟一个缓冲区就行渲染操作
什么是离屏渲染:
当我们指定了UI视图的某些属性,标记为他在预合成之前不能用于直接在当前屏幕上显示的时候,就会触发离屏渲染。 而离屏渲染,起源于GPU层面,指的是GPU在当前屏幕缓冲区以外新开辟一个缓冲区进行渲染操作。
何时会触发离屏渲染:
1.设置图层圆角的时候,且跟maskToBounds或者clipToBounds同时使用;
2.设置图层蒙版
3.阴影
4.光栅化
为何要避免离屏渲染:
离屏渲染是发生在GPU层面上,离屏渲染触发了OpenGL的多通道渲染管线,创建了新的渲染缓冲区,且有上下文切换,增加了额外开销。增加了GPU工作量,就可能会使CPU和GPU加起来的工作总耗时超过了16.7ms,就会导致UI的卡顿和掉帧。
结合文章:
https://juejin.im/post/5ace078cf265da23994ee493
https://github.com/bestswifter/blog/blob/master/articles/ios-rounded-corner.md
图片处理:http://www.cocoachina.com/ios/20181015/25174.html