iOS 图形绘制方案

先说下背景，项目里需要绘制音乐和视频的波形图，由于产品上的设计，波形图的长度基本都可以达到屏幕长度的几十倍。并且图形并不是折线图而是柱状图，还要跟随音乐音量变化，所以图形肯定是无法直接拉伸挤压的，所以当时为了性能和内存方面的考虑，尝试了很多方案。

UIImage：
使用UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext方法将绘制的图形生成图片。
这种方式适用于图片不长并且图片不变的情况。

优点：可在子线程绘制，方便缓存。
缺点：占用内存大，绘制不够高效。
PS：注意此方法有个隐患，因为系统会对设置给UIImageView的图片进行缓存，如果一直调用，即使是完全相同的图片，也会产生内存占用。
示例：

- (UIImage*) drawImageFromCreaterWithMinValue:(int)minValue
                                     MaxValue:(int)maxValue {
    CGSize imageSize = CGSizeMake(imageWidth, imageHeigh);
    
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(imageSize, NO, 0);
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    //假装有绘制代码
    …………………………
   
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    return newImage;

CALayer ：
layer的基类，重写drawInContext方法进行进行绘制。
优点：量级轻（实在想不到优点）。
缺点：主线程绘制，绘制不够高效 。
示例：

//子类重写drawInContext方法
- (void)drawInContext:(CGContextRef)ctx {
    UIGraphicsPushContext(ctx);
    [self drawSomthing];
    UIGraphicsPopContext();
}

CATiledLayer：
layer的子类，专门用于绘制大图的方案，系统底层已进行过优化，子线程绘制，并且不会绘制屏幕外的内容。可将大图分割成若干个更小的单元进行绘制，可通过tileSize设置单个绘制单元的大小。
优点：子线程绘制，性能极好。
缺点：绘制较缓慢，能控制的变量较少。
示例：

与CALayer用法一致，可设置额外属性

    CGSize tileSize = CGSizeMake(w, h);
    layer.tileSize = tileSize;   //设置单次绘制的单元

YYAsyncLayer：
知名的异步绘制的第三方控件，是CALayer的子类，内部创建了队列进行管理，能将绘制的操作转换为异步操作，并且引入了RunLoop机制进行管理，只在RunLoop空闲的时候才进行刷新操作。
优点：子线程绘制，性能很高，不阻塞用户操作。
缺点：因为只在空闲时执行，图形刷新不及时。
示例：

+ (Class)layerClass {
    return YYAsyncLayer.class;
}

- (YYAsyncLayerDisplayTask *)newAsyncDisplayTask {
    
    YYAsyncLayerDisplayTask *task = [YYAsyncLayerDisplayTask new];
    task.willDisplay = ^(CALayer *layer) {
        //...
    };
    
    
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    task.display = ^(CGContextRef context, CGSize size, BOOL(^isCancelled)(void)) {
        if (isCancelled()) return;
          //绘制的代码写在这里
    };
    
    task.didDisplay = ^(CALayer *layer, BOOL finished) {
        if (finished) {
            // finished
        } else {
            // cancelled
        }
    };
    
    return task;
}

CAShapeLayer + UIBezierPath：
layer的子类，CAshapeLayer能在GPU上渲染，性能很高，绘制速度很快，而且曲线绘制既能选择在主线程绘制，也能选择在子线程绘制。
优点：无论子线程还是主线程都可绘制，且性能很高。
缺点：曲线路径量大的话，还是影响性能。
示例：

    UIBezierPath*  wavePath = [self drawLayerPath];
    CAShapeLayer *shaperlayer = [[CAShapeLayer alloc]init];
    shaperlayer.path = wavePath.CGPath;

最终还是选择了CAShapeLayer + UIBezierPath方案，但是因为音波数据量特别大（每秒40个音频数据），导致多个图形频繁刷新的时候发热十分严重，而且也出现了卡顿的情况。
为了优化，最后又加入了分屏绘制的逻辑：

QQ20200819-152747@2x.png

蓝色区域表示屏幕区域，红色表示绘制的区域，黑色线条表示临界边，
整体逻辑：
0、转换坐标为窗体坐标。
1、判断是否有上次绘制的位置，没有则直接绘制。
2、绘制完成后保存当前位置为绘制位置，计算出黑色临临界区域。
3、滑动视图的过程中判断滑动位置是否超出了黑线区域，超出则重新进行绘制。
4、重复2、3。