GPU 渲染機制：CPU 計算好顯示內(nèi)容提交到 GPU，GPU 渲染完成后將渲染結(jié)果放入幀緩沖區(qū)，隨后視頻控制器會按照 VSync 信號逐行讀取幀緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過可能的數(shù)模轉(zhuǎn)換傳遞給顯示器顯示。
GPU 屏幕渲染有以下兩種方式：
- 1）On-Screen Rendering，意為當(dāng)前屏幕渲染，指的是 GPU 的渲染操作是在當(dāng)前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)中進(jìn)行。
- 2）Off-Screen Rendering，意為離屏渲染，指的是 GPU 在當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)以外新開辟一個緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作。
特殊的離屏渲染：如果將不在 GPU 的當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)中進(jìn)行的渲染都稱為離屏渲染，那么就還有另一種特殊的“離屏渲染”方式：CPU 渲染。如果我們重寫了 drawRect 方法，并且使用任何 Core Graphics 的技術(shù)進(jìn)行了繪制操作，就涉及到了 CPU 渲染。整個渲染過程由 CPU 在 App 內(nèi)同步地 完成，渲染得到的 bitmap 最后再交由 GPU 用于顯示。備注：Core Graphics 通常是線程安全的，所以可以進(jìn)行異步繪制，顯示的時候再放回主線程，一個簡單的異步繪制過程大致如下：
- (void)display {
dispatch_async(backgroundQueue, ^{
CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(...);
// draw in context...
CGImageRef img = CGBitmapContextCreateImage(ctx);
CFRelease(ctx);
dispatch_async(mainQueue, ^{
layer.contents = img;
});
});
}
離屏渲染的觸發(fā)方式：
- 1）shouldRasterize（光柵化），光柵化是比較特別的一種。光柵化概念：將圖轉(zhuǎn)化為一個個柵格組成的圖象。光柵化特點：每個元素對應(yīng)幀緩沖區(qū)中的一像素。shouldRasterize = YES 在其他屬性觸發(fā)離屏渲染的同時，會將光柵化后的內(nèi)容緩存起來，如果對應(yīng)的 layer 及其 sublayers 沒有發(fā)生改變，在下一幀的時候可以直接復(fù)用。shouldRasterize = YES 這將隱式的創(chuàng)建一個位圖，各種陰影遮罩等效果也會保存到位圖中并緩存起來，從而減少渲染的頻度。相當(dāng)于光柵化是把 GPU 的操作轉(zhuǎn)到 CPU 上了，生成位圖緩存，直接讀取復(fù)用。當(dāng)你使用光柵化時，你可以開啟 Color Hits Green and Misses Red 來檢查該場景下光柵化操作是否是一個好的選擇。綠色表示緩存被復(fù)用，紅色表示緩存在被重復(fù)創(chuàng)建。如果光柵化的層變紅得太頻繁那么光柵化對優(yōu)化可能沒有多少用處。位圖緩存從內(nèi)存中刪除又重新創(chuàng)建得太過頻繁，紅色表明緩存重建得太遲?？梢葬槍π缘倪x擇某個較小而較深的層結(jié)構(gòu)進(jìn)行光柵化，來嘗試減少渲染時間。對于經(jīng)常變動的內(nèi)容，這個時候不要開啟，否則會造成性能的浪費。例如經(jīng)常打交道的 TableViewCell，因為 TableViewCell 的重繪是很頻繁的（因為 Cell 的復(fù)用），如果 Cell 的內(nèi)容不斷變化，則 Cell 需要不斷重繪，如果此時設(shè)置了 cell.layer 可光柵化，則會造成大量的離屏渲染，降低圖形性能。
- 2）masks（遮罩）
- 3）shadows（陰影）
- 4）edge antialiasing（抗鋸齒）
- 5）group opacity（不透明）
- 6）復(fù)雜形狀設(shè)置圓角等
- 7）漸變
為什么會使用離屏渲染：當(dāng)使用圓角，陰影，遮罩的時候，圖層屬性的混合體被指定為在未預(yù)合成之前（下一個 VSync 信號開始前）不能直接在屏幕中繪制，所以就需要屏幕外渲染被喚起。屏幕外渲染并不意味著軟件繪制，但是它意味著圖層必須在被顯示之前在一個屏幕外上下文中被渲染（不論 CPU 還是 GPU）。所以當(dāng)使用離屏渲染的時候會很容易造成性能消耗，因為離屏渲染會單獨在內(nèi)存中創(chuàng)建一個屏幕外緩沖區(qū)并進(jìn)行渲染，而屏幕外緩沖區(qū)跟當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)上下文切換是很耗性能的。由于垂直同步的機制，如果在一個 VSync 時間內(nèi)，CPU 或者 GPU 沒有完成內(nèi)容提交，則那一幀就會被丟棄，等待下一次機會再顯示，而這時顯示屏?xí)Ａ糁暗膬?nèi)容不變。這就是界面卡頓的原因。
Instruments 監(jiān)測離屏渲染：
- 1）Color Offscreen-Rendered Yellow，開啟后會把那些需要離屏渲染的圖層高亮成黃色，這就意味著黃色圖層可能存在性能問題。
- 2）Color Hits Green and Misses Red，如果 shouldRasterize 被設(shè)置成 YES，對應(yīng)的渲染結(jié)果會被緩存，如果圖層是綠色，就表示這些緩存被復(fù)用；如果是紅色就表示緩存會被重復(fù)創(chuàng)建，這就表示該處存在性能問題了。
iOS 版本上的優(yōu)化：
- 1）iOS 9.0 之前 UIimageView、UIButton 設(shè)置圓角都會觸發(fā)離屏渲染。
- 2）iOS 9.0 之后 UIButton 設(shè)置圓角會觸發(fā)離屏渲染，而 UIImageView 里 png 圖片設(shè)置圓角不會觸發(fā)離屏渲染了，如果設(shè)置其他陰影效果之類的還是會觸發(fā)離屏渲染的。
更多：iOS面試題合集
