离屏渲染产生的原因

在讨论离屏渲染之前我们先要搞清楚正常的渲染流程是怎样的

非离屏渲染流程：

非离屏渲染

我们可以看到在非离屏渲染的场景下，需要渲染的数据是直接提交到GPU的帧缓冲区，等待屏幕的垂直同步信号来完成页面的显示，但是在离屏渲染的场景下又是怎样的呢？请看下图

离屏渲染

我们可以看到在离屏渲染的场景下，要完成页面的展示，中间多了一个过程，需要渲染的数据首先提交到了离屏缓冲区，然后再提交到帧缓冲区的，为什么要增加一个OffsceenBuffer呢？这个OffsceenBuffer又有什么作用呢？

为什么要增加OffsceenBuffer？

如果触发了离屏渲染，那么在显示这个页面的每一帧都会去做离屏渲染的处理，比如切圆角，显示阴影等，如果每一帧都要重新去处理，那么对于CPU以及GPU都带来很大的负担。所以引入了离屏缓冲区，将处理好的图层直接丢到离屏缓冲区，下次渲染的时候直接拿出来显示到屏幕上

离屏缓存区也是有限制的

时间限制：缓存的内容超过100ms没有被使用，内容将会被丢弃
空间限制：超过屏幕像素大小的2.5倍，将不能再存储新的数据，离屏渲染会失效

这样做虽然解决了多次处理数据的问题，但是还是会带来另外的性能问题，由于离屏缓冲区和帧缓冲区属于两个不同的缓冲区，如果一个页面触发了多个离屏渲染，那么GPU在显示每一帧的时候都要在离屏缓冲区和帧缓冲区之间切换，在快速滚动的场景下就会出现严重的掉帧。那么怎么解决这个问题呢？其实答案就是要减少离屏渲染，那些场景会触发离屏渲染呢？

触发离屏渲染的场景

离屏渲染的检测

在模拟器运行时我们在这里开启离屏渲染的检测：

离屏渲染检测开关

开启后，如果有离屏渲染，则会显示成黄色，如下图：

离屏渲染

1. cornerRadius + masksToBounds

这两个属性我们都不陌生，这是我们经常使用的切圆角的方式，将cornerRadius > 0同时masksToBounds = YES时，就可能会触发离屏渲染，注意，是可能，我们来看下图中的例子

例1

先不要着急，我们再来看另外一个例子：

例2

为什么同样都是设置cornerRadius + masksToBounds，例1和例2的结果却不相同呢？相信细心的同学已经发现了，例2多了一个绿色的view，例2中的图层层级是这样的：

例2图层

所以我们能够得出：

如果只有一个图层，就算同时设置 cornerRadius + masksToBounds 也并不会触发离屏渲染，只有多个图层发生叠加的时候才会触发离屏渲染

为什么多个图层叠加会触发离屏渲染呢？

画家算法: 当GPU在渲染图层的时候会根据图层的远近去由远及近完成渲染，这里说的远近就是叠加图层时由内到外，当一帧数据处理好后将被提交到帧缓冲区，但是如果当前图层是多个图层叠加后的结果，那么将不能被直接提交到帧缓冲区（如果提交了，下一个垂直同步信号到来的时候会被直接显示在界面上），需要存储起来，等待这个图层的所有子图层都被处理完通过叠加后，再提交到帧缓冲区用于显示

如果我们只设置cornerRadius，会不会触发离屏渲染呢？

cornerRadius

例3

这个就要从CALayer的结构说起了

CALayer结构

CALayer大致分为三层

backgroundColor : 背景颜色层

content ：内容显示层，这一层主要用于显示我们设置的内容

border ：当我们设置边框的时候，就是这一层在工作

cornerRadius只会设置backgroundColor和border的圆角，并不会对content设置圆角。除非同时设置了masksToBounds为YES（对应view中的clipsToBounds）,所以如果只设置cornerRadius，在图层叠加时并不会触发离屏渲染

2.mask

Mask 效果与混合图层的效果非常相似，只是使用同一个遮罩图像时，mask 与混合图层的效果是相反的。Mask无法取消离屏渲染

例4

3. GroupOpacity

GroupOpacity

GroupOpacity 是指 CALayer 的allowsGroupOpacity属性，UIView 的alpha属性等同于 CALayer opacity属性。开启 GroupOpacity 后，子 layer 在视觉上的透明度的上限是其父 layer 的opacity。

从 iOS 7 以后默认全局开启了这个功能，这样做是为了让子视图与其容器视图保持同样的透明度。

GroupOpacity 开启离屏渲染的条件是：layer.opacity != 1.0并且有子 layer 或者背景图。

例5

4. shadow

阴影直接合成在视图的下面，视图结构里并没有多出一个视图。在没有指定阴影路径时，阴影是沿着视图的非透明部分扩展的，而且 CALayer 的三个视觉元素至少有一个存在时才会有阴影。
使用阴影必须保证 layer 的masksToBounds = false，因此阴影与系统圆角不兼容。但是注意，只是在视觉上看不到，对性能的影响依然。

例6

如果我们在设置阴影时，给阴影指定了路径，就不会触发离屏渲染了
例如，这样设置阴影：

    self.view1.layer.shadowColor = [UIColor greenColor].CGColor;
    self.view1.layer.shadowOffset = CGSizeMake(5, 5);
    self.view1.layer.shadowOpacity = 0.5;
    self.view1.layer.shadowRadius = 3;
    UIBezierPath * path = [UIBezierPath bezierPathWithRect:self.view1.bounds];
    self.view1.layer.shadowPath = path.CGPath;

例7

003-iOS离屏渲染产生的原因