iOS面试 -- UI视图相关

UITableView 复用机制

为什么要用重用机制？

当UITableView滚动时，如果不用重用机制，会重复初始化原来已经有初始化过的cell，因此用重用机制会节省性能，避免出现卡顿现象

重用机制的原理

重用机制主要用到了一个可变数组visiableCells和一个可变的字典类型reusableTableCells,其中visiableCells用来存储当前UITableView显示的cell，reusableTableCells用来存储已经用'identify'缓存的cell。当UITableView滚动的时候，会先在reusableTableCells中根据identify找是否有有已经缓存的cell，如果有直接用，没有再去初始化。

数据源同步问题

1. 并发访问 数据拷贝
   • 并发即多个线程都可以执行同一段时间，不需要相互等待，主线程与用户互动，子线程做所需要的网络数据请求、数据解析及预排版等
   • 主线程事先拷贝一份数据给子线程做网络请求、数据解析、预排版等，如果主线程有相关操作，记录操作，在子线程完成相关操作后将这条操作，与子线程的数据进行同步，再回到主线程刷新界面
   • 缺点：需要拷贝大量数据，耗内存

2.串行访问
- 创建一个GCD串行队列，主线程的操作需要等待子线程操作完成
- 缺点：需要等待子线程完成，可能会耗时较长

UIView的事件传递以及视图响应的机制和流程

UIView以及CALayer的关系和区别

• 关系：
  UIView的内部包含CALayer层。创建UIView时，会自动创建一个CALyer层的对象，通过UIView的layer属性可以访问到。UIView需要显示时，会调用drawRect方法进行绘制，并将所有内容绘制在自己的layer层。也就是CALayer层才有显示功能。
• 区别：
  UIView负责提供内容，以及负责处理触摸等事件，参与响应链
  CALayer负责显示内容contents

事件传递与视图响应链

• 事件的分发与传递

  1. 当iOS程序中发生触摸事件，系统会将事件加入到UIApplication管理的一个任务队列

  2. UIApplication将处于任务队列最前端的事件向下分发。即UIWindow ->UIView

  3.UIView首先看自己是否能处理事件，触摸点是否在自己身上。如果能，那么继续寻找子视图。

  5.遍历子控件，重复以上两步

  6.如果没有找到，那么自己就是事件处理者

  7.如果自己不能处理，那么不做任何处理

  其中不接受处理的事件情况如下三种：
  - alpha <0.01
  - userInteractionEnabled = NO
  - hidden ＝ YES.
  如果父视图不接受事件处理，则子视图也不能接收。事件只要触摸就会产生，关键在于是否有合适的View处理接收事件

• 如何寻找最合适的View呢？以下两个方法

// 此方法返回的View是本次点击事件需要的最佳View
- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event

// 判断一个点是否落在范围内
- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event

事件传递给窗口或控件的后，就调用hitTest:withEvent:方法寻找更合适的view,如果子控件是合适的view，则在子控件再调用hitTest:withEvent:直到找到最合适的为止

• 响应者链
  响应者链的传递方法是事件传递的反方法，如果所有的响应者都不处理，则事件被丢弃

图像显示原理（为了关于UI卡顿掉帧原因做的铺垫 了解）

图像显示原理

CPU GPU通过总线连接 通过CPU进行绘图，将位图经由总线在合适的时机给GPU，GPU做位图的涂层渲染和纹理合成，再放到帧缓冲区域(Frame Buffer)中， 由视频控制器根据VSync在帧缓冲区域中提取屏幕显示内容，显示到手机屏幕中

图像显示原理

CPU
需要做Layout布局(UI布局)，Display显示（绘制 drawRect），Prepare准备工作（图片编解码），Commit提交（提交位图）
GPU
需要做 顶点着色 图源装配 光栅化 片段着色 片段处理 再放到帧缓冲区域(Frame Buffer)

UI卡顿 掉帧的原因 以及优化方案

UI卡顿 掉帧的原因

UI卡顿掉帧的原因

保持流畅的UI交互，FPS应该保持在60，即16.7ms刷新一次页面，如果CPU处理时间过长，导致VSync信号到来之前CPU和GPU无法完成下一帧画面的合成，就会造成肉眼可见的卡顿

tableView的滑动优化方案

• CPU
  对象创建、调整、销毁
  预排版（布局计算、文本计算）
  预渲染（文本异步绘制、图片编解码）
  -GPU
  纹理渲染（减少不必要的离屏渲染）
  视图混合（减轻视图层级的复杂性）

如何具体优化呢？

• 官方在iOS9.0后对UIImageView设置圆角进行优化，但是设置阴影依然会触发离屏渲染
• 圆角优化
  1.使用贝塞尔曲线UIBezierPath和Core Graphics框架画出一个圆角
  2.使用CAShapeLayer和UIBezierPath设置圆角
• shadow优化
  通过设置shadowPath来优化性能

其他优化方案：

• 尽量使用不包含透明（alpha）通道的图片资源
• 尽量设置layer的大小值为整形值
• 使用一张中间透明图片蒙上去
• 如果是本地图:直接让美工把图片切成圆角进行显示
• 上传图片进行显示，可以让服务端处理圆角
• 利用UIBezierPath（CoreGraphics框架）画出来圆角图片

Core Animation工具检测离屏渲染

对于离屏渲染的检测，苹果为我们提供了一个测试工具Core Animation。可以在Xcode->Open Develeper Tools->Instruments中找到

UIView的绘制原理

离屏渲染��

离屏渲染

• 在屏渲染 On-screen，Rendering 当前屏幕渲染
  GPU的渲染操作在当前用于显示的屏幕缓冲区中进行
• 离屏渲染 Off-Screen,GPU当前屏幕缓冲区之外新开辟一个缓冲区来进行渲染操作

什么是离屏渲染：
当指定了视图的某些图层属性标记了不能在当前 的屏幕缓冲区中直接显示时，则需要开辟一块新的缓冲区进行渲染操作，即离屏渲染，需要多次切换上下文

何时会触发离屏渲染？

• 圆角 layer.masksToBounds = YES 和layer.cornerRadius 同时使用
• 蒙版 layer.mask
• 透明度 layer.allowsGroupOpacity = YES 和 layer.opacity < 1.0
• 阴影 layer.shadow
• 光栅化 layer.shouldRasterize=true

为什么要避免离屏渲染？

触发离屏渲染会增加GPU的工作量，就会进一步增加CPU和GPU的工作耗时超出16.7ms,可能就会导致UI的卡顿和掉帧，所以要尽量避免

离屏渲染会创建新的渲染缓冲区，以及多次的上下文切换，将多通道的渲染结果做最终的合成，会造成额外的内存开销

2019-11-12