浅谈iOS Rendering 技术框架

浅谈iOS Rendering 技术框架

*⚠️ iOS 渲染相关的层级划分大概如下：

UIKit -> CoreAnimation -> OpenGL ES = CoreGraphics -> Graphics Hardware (GPU)

UIKit

我们日常开发中使用的用户交互组件都来自于 UIKit Framework，我们通过设置 UIKit 组件的 Layout 以及 BackgroundColor 等属性来完成日常的界面绘画工作

CoreAnimation

Core Animation 本质上可以理解为是一个复合引擎，旨在尽可能快的组合屏幕上不同的显示内容。这些显示内容被分解成独立的图层，即 CALayer，CALayer 才是你所能在屏幕上看见的一切的基础，我们称之为图层树

OpenGL ES

OpenGL ES 简称 GLES，即 OpenGL for Embedded Systems，是 OpenGL 的子集，通常面向图形硬件加速处理单元（GPU）渲染 2D 和 3D 计算机图形

Core Graphics

Core Graphics Framework 基于 Quartz 高级绘图引擎。它提供了具有无与伦比的输出保真度的低级别轻量级 2D 渲染。您可以使用此框架来处理基于路径的绘图，转换，颜色管理，离屏渲染，图案，渐变和阴影，图像数据管理，图像创建和图像遮罩以及 PDF 文档创建，显示和分析

CPU 资源消耗原因和解决方案

1. 对象创建：对象的创建会分配内存、调整属性、甚至还有读取文件等操作，比较消耗 CPU 资源。例如：通过 Storyboard 创建视图对象时，其资源消耗会比直接通过代码创建对象要大非常多， CALayer 比 UIView 要轻量许多，那么不需要响应触摸事件的控件，用 CALayer 显示会更加合适
2. 对象调整：调整视图层次、添加和移除视图，UIView 的属性进行调整时，消耗的资源要远大于一般的属性。对此你在应用中，应该尽量减少不必要的属性修改
3. 对象销毁：对象的销毁虽然消耗资源不多，但累积起来也是不容忽视的
4. 布局计算：Autolayout 是苹果本身提倡的技术，在大部分情况下也能很好的提升开发效率，但是 Autolayout 对于复杂视图来说常常会产生严重的性能问题。频繁的，多次的修改布局会很消耗资源，使用ComponentKit、AsyncDisplayKit等框架
5. 文本计算，渲染：常见的文本控件 （UILabel、UITextView 等），其排版和绘制都是在主线程进行的，当显示大量文本时，CPU 的压力会非常大，当然很少会出现这种现象，如果要解决这种现象，用CoreText，占用内存较少，可以缓存下来以备稍后多次渲染
6. 图片的解码，图像的绘制：在后台线程先把图片绘制到 CGBitmapContext 中，然后从 Bitmap 直接创建图片。图像的绘制通常是指用那些以 CG 开头的方法把图像绘制到画布中，然后从画布创建图片并显示这样一个过程。这个最常见的地方就是 [UIView drawRect:] 里面了。由于 CoreGraphic 方法通常都是线程安全的，所以图像的绘制可以很容易的放到后台线程进行

GPU 资源消耗原因和解决方案

1. 纹理的渲染：所有的 Bitmap，包括图片、文本、栅格化的内容，最终都要由内存提交到显存，绑定为 GPU Texture。不论是提交到显存的过程，还是 GPU 调整和渲染 Texture 的过程，都要消耗不少 GPU 资源。
2. 视图的混合：如果视图结构过于复杂，混合的过程也会消耗很多 GPU 资源。为了减轻这种情况的 GPU 消耗，应用应当尽量减少视图数量和层次，并在不透明的视图里标明 opaque 属性以避免无用的 Alpha 通道合成
3. 图形的生成：CALayer 的 border、圆角、阴影、遮罩（mask），CASharpLayer 的矢量图形显示，通常会触发离屏渲染（offscreen rendering），而离屏渲染通常发生在 GPU 中。

只有找到消耗的原因和对应的过程，才能针对性的去优化。圆角l为啥会造成资源消耗，消耗的又是什么资源？又怎么去优化？