學(xué)而時(shí)習(xí)之,不亦說(shuō)乎
PS: 下面用模仿面試的問(wèn)答模式，把相關(guān)的問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)。 這樣可以提高閱讀體驗(yàn)，還可以加深記憶。
開(kāi)始面試
我正在會(huì)議室等待，忽然看到一個(gè)穿著格子襯衫，大腹便便的中年男子拿著簡(jiǎn)歷向我走來(lái)， 我看著他頭上快要絕頂?shù)念^發(fā)，心想這肯定是個(gè)iOS開(kāi)發(fā)技術(shù)牛逼閃閃的老前輩。 還好看過(guò)《iOS之一起進(jìn)大廠》系列，想想現(xiàn)在是滿腹經(jīng)綸，剛緊張到提到嗓子眼的心，又按下去了，淡定從容，一點(diǎn)都不虛好伐，就是這么自信淡定。
小伙子，看你簡(jiǎn)歷上提到，對(duì)視圖的性能優(yōu)化有一些了解，你可不可以先說(shuō)下 圖像顯示相關(guān)的原理
帥氣逼人的面試官您好， iOS系統(tǒng)中 CPU、GPU、顯示器是以下面圖中方式協(xié)同工作的。CPU和GPU是通過(guò)總線鏈接起來(lái)的，CPU 計(jì)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)，視頻控制器會(huì)按照 VSync 信號(hào)逐行讀取幀緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換傳遞給顯示器顯示。 下圖就是圖像顯示的流程:
關(guān)于CPU和GPU的分工又有以下內(nèi)容：
-
CPU負(fù)責(zé)：
- 對(duì)象創(chuàng)建和銷毀
- 對(duì)象屬性調(diào)整
- 布局計(jì)算、文本的計(jì)算
- 排版、圖片的格式轉(zhuǎn)換和解碼
- 圖像的繪制
-
GPU負(fù)責(zé)：
- 紋理的渲染
- 視圖的混合
- 圖形的生成
既然了解圖像顯示的原理，那你知道IOS視圖卡頓掉幀的原因嗎？
標(biāo)準(zhǔn)情況下，頁(yè)面滑動(dòng)流暢是60FPs ，就是每一秒有60幀的畫(huà)面刷新，每16.7ms(1/60秒)有一幀數(shù)據(jù)。上圖兩個(gè)VSync 之間的時(shí)間就是16.7ms。 如果CPU 和 GPU 加起來(lái)的處理時(shí)間超過(guò)了 16.7ms，就會(huì)造成掉幀甚至卡頓。當(dāng)FPs 幀數(shù)低于30時(shí)，人的肉眼就能感覺(jué)到畫(huà)面明顯的卡頓。
面試官吹了下自己的頭發(fā)簾，心想，小伙子不錯(cuò)，都回答到點(diǎn)子上了，那再聊的深一點(diǎn)，那你知道如何監(jiān)控界面的卡頓嗎
既然知道了造成卡頓的原因，監(jiān)控卡頓的思路就有了。
- 思路一：監(jiān)控一秒鐘內(nèi)的幀數(shù)是否經(jīng)常低于或遠(yuǎn)低于 60FPs。
- 思路二：監(jiān)控每一幀的時(shí)長(zhǎng)是否超時(shí)。
思路一實(shí)現(xiàn)方法：用 CADisplayLinker 來(lái)計(jì)數(shù)
CADisplayLink可以以屏幕刷新的頻率調(diào)用指定selector，iOS系統(tǒng)中正常的屏幕刷新率為60次/秒，只要在這個(gè)方法里面統(tǒng)計(jì)每秒這個(gè)方法執(zhí)行的次數(shù)，通過(guò)次數(shù)/時(shí)間就可以得出當(dāng)前屏幕的刷新率了。
思路二實(shí)現(xiàn)方法：通過(guò)子線程監(jiān)測(cè)主線程的RunLoop，判斷兩個(gè)狀態(tài)RunLoop的狀態(tài)區(qū)域之間的耗時(shí)是否達(dá)到一定閾值。
開(kāi)啟子線程,實(shí)時(shí)計(jì)算這兩個(gè)狀態(tài)區(qū)域之間的耗時(shí)是否到達(dá)某個(gè)閥值,便能揪出這些性能殺手，假定連續(xù)6次超時(shí)50ms認(rèn)為卡頓(當(dāng)然也包含了單次超時(shí)300ms)
老面試官露出了滿意的笑容，不過(guò)做戲做要做全套嘛，那你最后說(shuō)說(shuō)如何優(yōu)化掉幀卡頓
圖像顯示的工作是由CPU和GPU協(xié)同完成的， 那么優(yōu)化的方向和思路就是盡量減少他們的處理時(shí)長(zhǎng)。
對(duì)CPU處理的優(yōu)化:
- 在子線程中進(jìn)行對(duì)象的創(chuàng)建,調(diào)整和銷毀，節(jié)省一部分CPU的時(shí)間
- 在子線程中預(yù)排版(布局計(jì)算,文本計(jì)算)，讓主線程有更多的時(shí)間去響應(yīng)用戶的交互
- 對(duì)文本等異步繪制,圖片編解碼等內(nèi)容進(jìn)行 預(yù)渲染、預(yù)排版
對(duì)GPU處理的優(yōu)化
- 盡量避免使用 CALayer 的 Border、corner、shadow、mask 等技術(shù)，這樣能少觸發(fā)離屏渲染
- 盡可能將多張圖片合成為一張進(jìn)行顯示，減輕視圖層級(jí)
面試結(jié)束
小伙子回答的不錯(cuò)，明天接著面試其他內(nèi)容。 天吶嚕，明天還有。
總結(jié)
文中主要是針對(duì)了圖像原理，卡頓掉幀的原因，優(yōu)化方案。
- 原理：CPU負(fù)責(zé)計(jì)算，GPU負(fù)責(zé)渲染，渲染結(jié)果放到幀緩沖區(qū)再到顯示器上顯示。
- 原因：CPU加GPU的處理耗時(shí)超過(guò)1/60秒時(shí)，就出現(xiàn)了掉幀，甚至卡頓。
- 監(jiān)控：監(jiān)控掉幀卡頓有兩種思路，監(jiān)控 時(shí)間內(nèi)幀數(shù) 和RunLoop兩狀態(tài)間的耗時(shí)是否超過(guò)閾值。
其實(shí)對(duì)視圖的優(yōu)化還有很多方面，比如使用UIView的異步繪制，如何避免離屏渲染，在使用TableView 如何具體優(yōu)化沒(méi)有提到，這些需要另外的文章篇幅才能描述清楚。 不用全堆到一起。
堅(jiān)持看到這里的同學(xué)，你們個(gè)個(gè)都是人才，我好喜歡。
