2020-11-13 iOS UI相关知识整理

UIView与CALayer

UIView为CALayer提供内容，一级负责处理触摸等时间，参与响应链
CALayer负责显示内容contents

时间传递与视图响应链

image.png

如果时间一直传递到UIAppliction还是没人处理，那就会忽略掉

图像显示原理

1，CPU：输出位图
2，GPU：图层渲染，纹理合成
3，把结果放到帧缓冲区黄总（frame buffer）
4，再由视频控制器根据vsync信号在指定时间之前去提取帧缓冲区的屏幕显示内容
5，显示到屏幕上

CPU工作
1，Layout：UI布局，文本计算
2，Display：绘制
3，Prepare：图片解码
4，Commit：提交位图

GPU渲染管线
顶点着色，图元装配，光栅化，片段着色，片段处理

UI卡顿掉帧原因

iOS设备的硬件时钟会发出Vsync（垂直同步信号），然后app的cpu会去计算屏幕要显示的内容，之后将计算好的内容提交到gpu去渲染，税后，gpu将渲染结果提交到帧缓冲区，等到下一个VSync到来时将魂宠趣的帧显示到屏幕上，也就是说，一帧的显示是由cpu和gpu共同决定的
一般来说，页面滑动流畅度是60fps，也就是1s有60帧更新，，如果cpu和gpu加起来的处理时间超过16.7ms，就会造成掉帧甚至卡顿

滑动优化方案

CPU：
把以下操作放在子线程中
1，对象创建、调整、销毁
2，预排版（布局计算、文本计算、缓存高度等等）
3，预渲染（文本等异步绘制，图片解码等）

GPU:
纹理渲染，视图混合 一般遇到性能问题时，考虑以下问题：
是否受到 CPU 或者 GPU 的限制？
是否有不必要的 CPU 渲染？
是否有太多的离屏渲染操作？
是否有太多的图层混合操作？
是否有奇怪的图片格式或者尺寸？
是否涉及到昂贵的 view 或者效果？
view 的层次结构是否合理？

UI绘制原理

异步绘制：
[self.layer.delegate displayLayer: ] 代理负责生成对应的 bitmap 设置该 bitmap 作为该 layer.contents 属性的值

离屏渲染

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中进行
Off-Screen Rendering：离屏渲染，分为CPU离屏渲染和GPU离屏渲染两种方式
GPU离屏渲染是指在当前屏幕缓冲区外新开辟一个缓冲区进行渲染操作（应当避免GPU离屏渲染）
GPU 离屏渲染何时会触发呢？ 圆角（当和 maskToBounds 一起使用时）、图层蒙版、阴影，设置

为什么要避免 GPU 离屏渲染？
GPU 需要做额外的渲染操作。通常 GPU 在做渲染的时候是很快的，但是涉及到 offscreen-render 的时候情 况就可能有些不同，因为需要额外开辟一个新的缓冲区进行渲染，然后绘制到当前屏幕的过程需要做 onscreen 跟 offscreen 上下文之间的切换，这个过程的消耗会比较昂贵，涉及到 OpenGL 的 pipeline 跟 barrier，而且 offscreen-render 在每一帧都会涉及到，因此处理不当肯定会对性能产生一定的影响。另外由于离屏渲染会增加 GPU 的工作量，可能会导致 CPU+GPU 的处理时间超出 16.7ms，导致掉帧卡顿。所以 可以的话应尽量减少 offscreen-render 的图层