关于iOS的离屏渲染

首先谈谈UIViewCALayer关系
UIView继承自UIResponder,可以处理系统传递过来的事件,如:UIApplicationUIViewControllerUIView,以及所有从UIView派生出来的UIKit类。每个UIView内部都有一个CALayer提供内容的绘制和显示,并且作为内部RootLayer的代理视图。
CALayer继承自NSObject类,负责显示UIView提供的内容contentsCALayer有三个视觉元素:背景色、内容和边框,其中,内容的本质是一个CGImage
下图为CALayer的结构图:

CALayer结构.png

界面渲染过程

RunLoop有一个60fps的回调,即每16.7ms绘制一次屏幕,所以view的绘制必须在这个时间内完成,view内容的绘制是CPU的工作,然后把绘制的内容交给GPU渲染,包括多个View的拼接(Compositing)、纹理的渲染(Texture)等等,最后显示在屏幕上。但是,如果无法是16.7ms内完成绘制,就会出现丢帧的问题,一般情况下,如果帧率保证在30fps以上,界面卡顿效果不明显,那么就需要在33.4ms内完成View的绘制,而低于这个帧率,就会产生卡顿的效果,影响体验。
渲染的过程如下:

  • UIViewlayer层有一个content,指向一块缓存,即backing store
  • UIView绘制时,会调用drawRect方法,通过context将数据写入backing store
  • backing store写完后,通过render server交给GPU去渲染,将backing store中的bitmap数据显示在屏幕上
图2

离屏渲染

在使用圆角、阴影和遮罩等视图功能的时候,图层属性的混合体被指定为在未预合成之前不能直接在屏幕中绘制,所有就需要在屏幕外的上下文中渲染,即离屏渲染。

离屏渲染卡顿原因

离屏渲染之所以会特别消耗性能,是因为要创建一个屏幕外的缓冲区,然后从当屏缓冲区切换到屏幕外的缓冲区,然后再完成渲染;其中,创建缓冲区和切换上下文最消耗性能,而绘制其实不是性能损耗的主要原因。

设置了以下属性时,就会触发离屏绘制:

  • shouldRasterize(光栅化)
  • masks(遮罩)
  • shadows(阴影)
  • edge antialiasing(抗锯齿)
  • group opacity(不透明)
  • 复杂形状设置圆角等
  • 渐变
    对于复杂的页面,可以使用AsyncDisplayKit框架来做,或者不使用AutoLayout技术,以及减少UILabel的使用。
    AsyncDisplayKit中使用了图层预合成技术,对于某些不需要响应手势且不会发生布局变化的内容,会在子线程统一合成一张图片再进行渲染。
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