背景

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions / UIGraphicsEndImageContext是一对老组合，我们通常使用它来创建画布，进行自定义绘制，它都有哪些需要注意的点呢？

// 例：绘制平铺图
- (void)drawTileImage:(UIImage *)inputImage {
    CGSize size = CGSizeMake(5000, 5000);
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, YES, 1);
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextDrawTiledImage(ctx, CGRectMake(1000, 1000, 3000, 3000), inputImage.CGImage);
    UIImage *result = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
}

1. 内存占用

何时分配？

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions此句调用时，就会分配。

占用大小？

内存占用大小 = size.width * size.height * 4 * pow(scale, 2)。
如5000*5000画布：5000 * 5000 * 4 * 1 = 95.37m，相当恐怖。
进行完绘制后，一定要及时清理，否则易导致内存达峰OOM

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions可靠吗？

如果当前可用内存不足，将导致UIGraphicsBeginImageContextWithOptions申请画布失败，后续绘制都不再可靠。
不要在模拟器测试，模拟器可分配的内存非常大

2. 嵌套使用场景

- (void)testMemoryAlloc {
    CGSize size = CGSizeMake(1000, 9000);
    // 外层画布绘制
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, NO, 1);

    // 子元素1绘制
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(200, 200), YES, 1);
    CGContextRef ctx1 = UIGraphicsGetCurrentContext();
    UIGraphicsEndImageContext();

    // 子元素2绘制
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(200, 200), YES, 1);
    CGContextRef ctx2 = UIGraphicsGetCurrentContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    UIImage *result = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
}

1. 内存占用

可以想像成一个二叉树，子级画布为叶子节点。
-> 内存占用为当前节点到根节点路径中，所有节点内存之和。需要非常警惕内存峰值

2. 绘制错乱问题

继续看上图，当子元素1绘制创建画布失败时，会发生什么呢？

答案：ctx1获取拿到了总画布，what the fuck？

此时，若无查觉问题，基于ctx1的绘制，都是错误的绘制在了总画布上。绘制结果图，也拿到了总画布的5000*5000图。

元素1绘制完成时，调用UIGraphicsEndImageContext，也将关闭总画布，导致总画布出图结果result为nil。

这个元素1，不仅占了别人的媳妇，临走还烧了他的房子。

为什么会如此？

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions / UIGraphicsEndImageContext，是一一对应的关系，对应入栈与出栈。对应每个栈元素，系统对应创建有一个画布，互不干扰。

错误发生

当元素1创建失败时，ctx1拿到了总画布的家门钥匙，为所欲为。

什么场景会发生？

1. 创建子元素时，恰巧内存不足
2. 创建画布传入了错误尺寸。如size宽度为0

如何避免？

1. 避免错误发生

控制整体App良好内存占用。这当然是一句没用的话，编辑器内你控制的再好，扛不住别的地方疯狂占用啊

2. 错误发生时，控制影响面

UIGraphicsGetCurrentContext随处都可调用，绘制代码虽然没外露，但仍不能阻止别处得到自身绘制的ctx。

解决办法：不再使用UIAPI创建画布，使用Quartz的CGBitmapContextCreate/CGContextRelease这对组合。

        CGColorSpaceRef colorSpace;
        if (@available(iOS 9.0, tvOS 9.0, *)) {
            colorSpace = CGColorSpaceCreateWithName(kCGColorSpaceSRGB);
        } else {
            colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
        }
        int bytesPerPixel = 4;
        size_t bytesPerRow = ceil(bytesPerPixel * size.width / 4.0) * 4;
        size_t bitsPerComponent = 8;
        CGBitmapInfo bitmapInfo = kCGBitmapByteOrder32Host;
        bitmapInfo |= !opaque ? kCGImageAlphaPremultipliedFirst : kCGImageAlphaNoneSkipFirst;
        _context = CGBitmapContextCreate(NULL,
                                       size.width,
                                       size.height,
                                       bitsPerComponent,
                                       bytesPerRow,
                                       colorSpace,
                                       bitmapInfo);
        CGColorSpaceRelease(colorSpace);
        if (_context == NULL) {
            NSAssert(_context != NULL, @"创建bitmap失败！！！");
            return nil;
        }
        // Quartz的Context坐标系转化为UIAPI下
        CGContextTranslateCTM(_context, 0, size.height);
        CGContextScaleCTM(_context, 1.0, -1.0);

此种方式创建的bitmap，外界使用UIGraphicsGetCurrentContext无法获取其ctx。由于每个绘制者仅能获取自身ctx，当错误发生时，仅影响当前错误本身，不会影响扩散。
如果上面例子中元素1申请画布失败，元素1绘制失败，元素2及总画布绘制不受影响。

3. UIGraphicsGetCurrentContext与线程

1. UIGraphicsGetCurrentContext只能获取当前线程下的ctx

而不能获取其它线程创建的画布。

- (void)testMemoryAlloc {
    CGSize size = CGSizeMake(5000, 5000);
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, NO, 1);
    CGContextRef ctx1 = UIGraphicsGetCurrentContext();
    NSLog(@"ctx1:%p",ctx1);
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, NO, 1);
        CGContextRef ctx2 = UIGraphicsGetCurrentContext();
        NSLog(@"ctx2:%p",ctx2);
        
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            CGContextRef ctx3 = UIGraphicsGetCurrentContext();
            NSLog(@"ctx3:%p",ctx3);
        });
    });

// 输出为：
2022-05-14 16:19:41.203680+0800 ZZTest[92817:3151952] ctx1:0x600000365500
2022-05-14 16:19:41.255299+0800 ZZTest[92817:3152064] ctx2:0x600000374b40
2022-05-14 16:19:41.255596+0800 ZZTest[92817:3151952] ctx3:0x600000365500

使用非整数size创建画布，会发生什么？

例如：创建一个宽高为99.2的绿色背景UIView，再生成宽高为99.2的红色图片，能完全盖住吗？

- (void)viewDidLoad {
    CGRect rect = CGRectMake(100, 100, 99.2, 99.2);
    
    UIView *view = [[UIView alloc] initWithFrame:rect];
    view.backgroundColor = [UIColor redColor];
    [self.view addSubview:view];
    
    UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] initWithFrame:rect];
    imageView.image = [self testDrawImage:rect.size];
    [self.view addSubview:imageView];
}

- (UIImage *)testDrawImage:(CGSize)size {
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, NO, 1);
    CGContextRef ctx1 = UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextSetFillColorWithColor(ctx1, UIColor.blackColor.CGColor);
    CGContextFillRect(ctx1, CGRectMake(0, 0, size.width, size.height));
    UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    return image;
}

生成效果

结果图

明显绿色透了出来。

为什么边缘透光？

使用CG绘制时，创建画布尺寸必须为整，如果使用非整size，会被强制向上取整。
前面的例子，打印图片宽高

image.png