一.离屏渲染

1.在屏渲染、离屏渲染：

• On-Screen Rendering/在屏渲染：
  在屏渲染：指的是GPU的渲染操作在当前用于显示的屏幕缓冲区进行；

• Off-Screen Rendering/离屏渲染：
  离屏渲染：指的是GPU在当前屏幕缓冲区以外开辟一个新的缓冲区进行渲染。

2.什么是离屏渲染？你对离屏渲染怎么理解的？(面试考点)

• 离屏渲染：就是GPU在当前屏幕缓冲区以外开辟一个新的缓冲区进行渲染。
• 当我们设置UI视图的某一些图层属性，在预合成之前被指定为不能显示的时候，就会发生离屏渲染。例如圆角属性。

既然离屏渲染这么耗性能,为什么有这套机制呢?
图层属性的混合体没有预合成之前不能直接在屏幕中绘制，所以就需要屏幕外渲染。

3.什么场景下会触发离屏渲染？(面试考点)

eg:圆角(设置圆角的同时，和maskTobounds一起使用才会)、图层蒙版、阴影、光栅(shan)化

4.为何要避免离屏渲染？(面试考点)

• 初中级工程师回答：
  1.离屏渲染创建新的渲染缓冲区时，会增加内存开销；
  2.上下文切换时，GPU会有额外的开销。就是先从当前屏幕切换到离屏，等结束后，又要将上下文环境切换回来。（多通道渲染管线需要合成，涉及到上下文切换，就有GPU额外的开销）

• 高级工程师回答（从UI卡顿、掉帧的角度回答）：
  离屏渲染在GPU层面上触发了OpenGL多通道的渲染管线，增加GPU的工作时间。当CPU和GPU的工作时间总和超过16.75ms，会出现卡顿掉帧的现象。

二、离屏渲染优化方案

1、圆角优化

上面提过，要layer.cornerRadius 和layer.masksToBounds同时设置才会产生离屏渲染。

因为image是设置在layer的contents上面的，只设置cornerRadius是不会有圆角效果的。所以如果UIButton、UIImageView设置了图片，也需要.masksToBounds才会有圆角效果。

我们一般这么设置圆角：

     //对UIView设置圆角--不会产生离屏渲染
    self.view.layer.cornerRadius = 10;
 
    //对UIButton设置圆角-产生离屏渲染
    self.btn.layer.cornerRadius = 20;
    self.btn.layer.masksToBounds = YES;
    
    //对UIImageView设置圆角-产生离屏渲染
    self.imageView.layer.cornerRadius = 30;
    self.imageView.layer.masksToBounds = YES;

1.1 圆角优化方案1

使用贝塞尔曲线UIBezierPath和Core Graphics框架画出一个圆角

   //1.加载图片
    UIImage * image = [UIImage imageNamed:@"1.png"];

    //2.开启位图上下文
    UIGraphicsBeginImageContext(image.size);
    
    //3.设置一个圆形的裁剪区域
    UIBezierPath * path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(0, 0, image.size.width, image.size.height) cornerRadius:image.size.width];
    //把路径设置为裁剪区域.超出裁剪区域外的内容会被自动裁剪掉(对后面绘制的内容有效果，已经绘制的上下文内容不会被裁剪掉)
    [path addClip];
    
    //4.把图片绘制到上下文当中
    [image drawAtPoint:CGPointZero];
    
    //5.从上下文当中生成一张图片
    UIImage * newImage =  UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    
    //6.关闭上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    self.imageView.image = newImage;

1.2 圆角优化方案2（其实也产生离屏渲染了）

使用UIBezierPath和CAShapeLayer设置圆角

     //1.创建削圆的曲线
    UIBezierPath * maskPath = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:self.imageView.bounds];
    
    //2.创建shaperLayer
    CAShapeLayer * maskLayer = [[CAShapeLayer alloc] init];
    //设置shaperLayer大小
    maskLayer.frame = self.imageView.bounds;
    //把曲线设置为shaperLayer的削圆曲线
    maskLayer.path = maskPath.CGPath;
    
    //3.把shaperLayer设置为imageView.layer.mask
    self.imageView.layer.mask = maskLayer;
    self.imageView.image = [UIImage imageNamed:@"1.png"];

方法1 UIBezierPath和Core Graphics	方法2 UIBezierPath和CAShapeLayer
是绘制了一个image，然后放到UIImageView进行显示。	使用CAShapeLayer(属于CoreAnimation)与贝塞尔曲线，直接修改UIImageView的layer.mask。
如果UIImageView设置了背景颜色，还是会削圆不成功；	即使设置背景颜色为蓝色，也可以看到削圆效果。
在CPU中操作	动画渲染直接提交到手机的GPU当中

当一个列表视图中出现大量圆角的 CALayer，并且快速滑动时，可以观察到 GPU 资源已经占满，而 CPU 资源消耗很少。这种情况，我们就可以把GPU的工作转移到CPU，使用方法1进行优化；

2、阴影优化

如下：使用ShadowPath来替代shadowOffset等属性的设置。

因为设置了这个属性以后，CALayer在创建其shadow的时候不再遍历sublayer的alpha通道，而是直接用这个属性所指定的路径作为阴影的轮廓，这样就减少了非常多的计算量。

    self.imageView.layer.shadowColor = [UIColor grayColor].CGColor;
    self.imageView.layer.shadowOpacity = 1.0;
    self.imageView.layer.shadowRadius = 2.0;
    self.imageView.layer.shadowOffset = CGSizeMake(10, 10);
  
    //设置阴影的路径
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRect:self.imageView.bounds];
    self.imageView.layer.shadowPath = path.CGPath;

二、关于光栅化：

shouldRasterize：设置光栅化；CALayer会被光栅化为bitmap,layer的阴影等效果也会被保存到bitmap中，使用时直接读取；

    imageView.layer.shouldRasterize = YES;

但是光栅化是会产生离屏渲染的。所以我们使用时要注意。

光栅化使用注意

当我们开启光栅化后,需要注意三点问题。

• 如果我们更新已光栅化的layer,会造成大量的离屏渲染。
  例如UITableViewCell因为复用的原因，重绘是很频繁的。如果此时设置了光栅化，会造成大量离屏渲染，降低性能。

• 不要过度使用,系统限制了缓存的大小为2.5X Screen Size。超出缓存之后,同样会造成大量的offscreen渲染。

• 被光栅化的图片如果超过100ms没有被使用,则会被移除
  对于不常使用的图片缓存是没有意义,且耗费资源的：

所以光栅化只能用在图像内容不变的前提下，且只对连续不断使用的图片进行缓存：
用于避免静态内容的复杂特效的重绘,例如UIBlurEffect
用于避免多个View嵌套的复杂View的重绘。

三、关于Blending：

什么是Blending？

iOS的图形处理中，blending主要指的是混合像素颜色的计算。例如：把两个图层叠加在一起，如果第一个图层是透明的，最终像素的颜色需要将第二个图层也考虑。这一个过程即Blending。

导致blending的原因

• layer(UIView)的Alpha<1
• image含有透明通道

所以很多优化准则都需要我们尽量使用不透明图层了。

四、图层性能检测点

关于图层性能，我们需要保持界面的帧率在60帧左右。遇到问题，我们可以按如下脉络进行科学的探索。
1.检查帧率是否在60帧；
2.定位瓶颈，是CPU还是GPU；
3.检查有没有让CPU做没有必要的工作，例如有些地方我们重写了drawRect但是里面什么也没有写。
4.有没有过多的离屏渲染，这会耗费GPU的资源。
5.有无过多的设置透明度<1,image是否含有透明通道。GPU渲染一个不透明的图层更省资源。
6.检查图片是否为png格式，苹果特意为PNG格式做了渲染和压缩算法上的优化。如果一个图片格式不被GPU所支持,则只能通过CPU来渲染。
7.检查是否有耗费资源多的View或效果。
8.在我们View层级中是否有不正确的地方。例如有时我们不断的添加或移除View。

部分内容参考：图形性能
关于图层性能测试，也可以参考这篇文章。