iOS性能优化

Posted 2023-02-17

参考技术A 在性能优化中一个最具参考价值的属性是FPS:Frames Per Second,其实就是屏幕刷新率，苹果的iphone推荐的刷新率是60Hz，也就是说GPU每秒钟刷新屏幕60次，这每刷新一次就是一帧frame，FPS也就是每秒钟刷新多少帧画面。静止不变的页面FPS值是0，这个值是没有参考意义的，只有当页面在执行动画或者滑动的时候，FPS值才具有参考价值，FPS值的大小体现了页面的流畅程度高低，当低于45的时候卡顿会比较明显。

图层混合：

每一个layer是一个纹理，所有的纹理都以某种方式堆叠在彼此的顶部。对于屏幕上的每一个像素，GPU需要算出怎么混合这些纹理来得到像素RGB的值。

当Sa = 0.5时，RGB值为(0.5, 0, 0)，可以看出，当两个不是完全不透明的CALayer覆盖在一起时,GPU大量做这种复合操作，随着这中操作的越多，GPU越忙碌，性能肯定会受到影响。

公式：

R = S + D * ( 1 – Sa )

结果的颜色是源色彩(顶端纹理)+目标颜色(低一层的纹理)*(1-源颜色的透明度)。

当Sa = 1时，R = S,GPU将不会做任何合成，而是简单从这个层拷贝，不需要考虑它下方的任何东西(因为都被它遮挡住了)，这节省了GPU相当大的工作量。

1、模拟器debug- 选中 color blended layers红色区域表示图层发生了混合

2、Instrument-选中Core Animation-勾选Color Blended Layers

避免图层混合：

1、确保控件的opaque属性设置为true，确保backgroundColor和父视图颜色一致且不透明

2、如无特殊需要，不要设置低于1的alpha值

3、确保UIImage没有alpha通道

UILabel图层混合解决方法：

ios8以后设置背景色为非透明色并且设置label.layer.masksToBounds=YES让label只会渲染她的实际size区域，就能解决UILabel的图层混合问题

iOS8 之前只要设置背景色为非透明的就行

为什么设置了背景色但是在iOS8上仍然出现了图层混合呢？

UILabel在iOS8前后的变化，在iOS8以前，UILabel使用的是CALayer作为底图层，而在iOS8开始，UILabel的底图层变成了_UILabelLayer，绘制文本也有所改变。在背景色的四周多了一圈透明的边，而这一圈透明的边明显超出了图层的矩形区域设置图层的masksToBounds为YES时，图层将会沿着Bounds进行裁剪 图层混合问题解决了

iOS离屏渲染

怎么检测离屏渲染：

1、模拟器debug-选中color Offscreen - Renderd离屏渲染的图层高亮成黄 可能存在性能问题

2、真机Instrument-选中Core Animation-勾选Color Offscreen-Rendered Yellow

离屏渲染的触发方式

设置了以下属性时，都会触发离屏绘制：

1、layer.shouldRasterize（光栅化）

光栅化概念：将图转化为一个个栅格组成的图象。

光栅化特点：每个元素对应帧缓冲区中的一像素。

2、masks（遮罩）

3、shadows（阴影）

4、edge antialiasing（抗锯齿）

5、group opacity（不透明）

6、复杂形状设置圆角等

7、渐变

8、drawRect

例如我们日程经常打交道的TableViewCell,因为TableViewCell的重绘是很频繁的（因为Cell的复用）,如果Cell的内容不断变化,则Cell需要不断重绘,如果此时设置了cell.layer可光栅化。则会造成大量的离屏渲染,降低图形性能。

如果将不在GPU的当前屏幕缓冲区中进行的渲染都称为离屏渲染，那么就还有另一种特殊的“离屏渲染”方式：CPU渲染。如果我们重写了drawRect方法，并且使用任何Core Graphics的技术进行了绘制操作，就涉及到了CPU渲染。整个渲染过程由CPU在App内同步地完成，渲染得到的bitmap最后再交由GPU用于显示。

现在摆在我们面前得有三个选择：当前屏幕渲染、离屏渲染、CPU渲染，该用哪个呢？这需要根据具体的使用场景来决定。

尽量使用当前屏幕渲染

鉴于离屏渲染、CPU渲染可能带来的性能问题，一般情况下，我们要尽量使用当前屏幕渲染。

离屏渲染 VS CPU渲染

由于GPU的浮点运算能力比CPU强，CPU渲染的效率可能不如离屏渲染；但如果仅仅是实现一个简单的效果，直接使用CPU渲染的效率又可能比离屏渲染好，毕竟离屏渲染要涉及到缓冲区创建和上下文切换等耗时操作

UIButton 的 masksToBounds = YES又设置setImage、setBackgroundImage、[button setBackgroundColor:[UIColor colorWithPatternImage:[UIImage imageNamed:@"btn_selected"]]];

下发生离屏渲染，但是[button setBackgroundColor:[UIColor redColor]];是不会出现离屏渲染的

关于 UIImageView,现在测试发现(现版本: iOS10),在性能的范围之内,给UIImageView设置圆角是不会触发离屏渲染的,但是同时给UIImageView设置背景色则肯定会触发.触发离屏渲染跟 png.jpg格式并无关联

日常我们使用layer的两个属性，实现圆角

imageView.layer.cornerRaidus = CGFloat(10);

imageView.layer.masksToBounds = YES;

这样处理的渲染机制是GPU在当前屏幕缓冲区外新开辟一个渲染缓冲区进行工作，也就是离屏渲染，这会给我们带来额外的性能损耗。如果这样的圆角操作达到一定数量，会触发缓冲区的频繁合并和上下文的的频繁切换，性能的代价会宏观地表现在用户体验上——掉帧

光栅化

光栅化是将几何数据经过一系列变换后最终转换为像素，从而呈现在显示设备上的过程，光栅化的本质是坐标变换、几何离散化

我们使用 UITableView 和 UICollectionView 时经常会遇到各个 Cell 的样式是一样的，这时候我们可以使用这个属性提高性能：

cell.layer.shouldRasterize=YES;

cell.layer.rasterizationScale=[[UIScreenmainScreen]scale];

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