ios 的离屏渲染

在进行iOS的应用开发过程中，有时会出现卡顿的问题，虽然iOS的设备性能越来越高，但是卡顿的为题偶尔还是会出现，而离屏渲染是造成卡顿的主要原因之一。因此，本文主要分析一下离屏渲染产生的原因及避免的方法（本文摘抄自博客园：飞鱼湾的文章）

UIView和CALayer的关系

UIView继承自UIResponder，可以处理系统传递过来的各类事件，如UIApplication，UIViewController，UIView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，负责显示UIVIew提供的内容contents，CALayer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。

图一

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的绘制是CPU的工作，然后把绘制的内容交给GPU去渲染，包括多个view的拼接，纹理的渲染等等，最后显示在屏幕上，但是，如果无法在16.7ms内完成绘制，就会出现丢帧的情况，一般时候，如果帧率保持在30fps以上，界面卡顿就不明显，那么就需要在33.4秒内完成view的绘制，低于这个帧率，就会产生卡顿的效果，造成影响

渲染过程如下

• UIView的layer层有一个content，指向一块缓存，即backing store
• UIVIew会知识，会调用drawRect方法，通过context上下文将数据写入backing store

• 在backing store写完后，通过render server 交给GPU去渲染，将缓冲区backing store中的bitmap显示在屏幕上
  图二

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合成之前不能直接在屏幕中绘制，所以需要在屏幕的上下文中渲染，即离屏渲染.

离屏渲染卡顿的原因

离屏渲染之所以特别消耗性能，是因为要创建一个屏幕外的缓冲区，然后从当前屏缓冲区切换到屏幕外的缓冲区，然后在完成渲染；其中，创建缓冲区和切换上下文最小号性能，而绘制其实不是性能损耗的主要原因

以下属性会触发离屏渲染

• 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
• 渐变

离屏渲染类型

CPU 计算好显示内容提交到GPU，GPU渲染完成后将渲染结果放入到帧缓冲区没随后视频控制器会按照VSync新号装读取帧缓冲区的视频，经过可能的数据转换传递给显示器显示

屏幕渲染有如下三种

GPU中的屏幕渲染

1. ON-screen rendering
   当前屏幕渲染，指的是GPU的渲染操作是在当前用于显示的屏幕缓冲区进行
2. off-screen rendering
   离屏渲染，指的是GPU在当前屏幕缓冲区意外新开辟一个缓冲区进行渲染操作
3. CPU中的离屏渲染（特殊离屏渲染，即不在GPu中渲染）
   如果我们重写了drawrect方法，并且使用任何core graphics的技术进行绘制操作，就涉及到了CPU的渲染
   **
   coreGraphic通常是线程安全的，可以进行异步绘制，显示的时候再放回到主线程
   **

切圆角优化

切圆角是开发app过程中经常会用到的功能，但是使用不同的方式，性能损耗也会不同，下面会介绍3种切圆角的方法；其中，方法三的性能相对最好

1. 使用cornerradius进行切圆角，在iOS9之前会产生离屏渲染，比较消耗性能，而后系统做了优化，则不会产生离屏渲染，比较简单

iv.layer.cornerRadius = 30;
iv.layer.masksToBounds = YES;

2. 利用mask设置圆角，利用的是UIBezierPath和CAShaperLayer来完成

CAShapeLayer *mask1 = [[CAShapeLayer alloc] init];
mask1.opacity = 0.5;
mask1.path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:iv.bounds].CGPath;
iv.layer.mask = mask1;

3. 利用coregraphics画一个图形上下文，然后把图片绘制上去，得到一个圆形的图片，达到切圆角的目的

- (UIImage *)drawCircleImage:(UIImage*)image
{
    CGFloat side = MIN(image.size.width, image.size.height);
    
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(side, side), false, [UIScreen mainScreen].scale);
    CGContextAddPath(UIGraphicsGetCurrentContext(), [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(0, 0, side, side)].CGPath);
    CGContextClip(UIGraphicsGetCurrentContext());
    
    CGFloat marginX = -(image.size.width - side) * 0.5;
    CGFloat marginY = -(image.size.height - side) * 0.5;
    [image drawInRect:CGRectMake(marginX, marginY, image.size.width, image.size.height)];
    
    CGContextDrawPath(UIGraphicsGetCurrentContext(), kCGPathFillStroke);
    
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    return newImage;
}