iOS面试题--页面卡顿原因以及如何解决卡顿

一、CPU 和GPU

在屏幕成像的过程中，CPU和GPU起着至关重要的作用
1、CPU（Central Processing Unit，中央处理器）
     对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局计算、文本的计算和排版，
图片的格式转换和解码、图像的绘制（Core Graphics）

2、GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）
     纹理的渲染
 
在iOS中是双缓冲机制，有前帧缓存、后帧缓存

整体过程如下图所示

屏幕成像过程.png

二、屏幕成像原理

通常来时，计算机系统的CPU、GPU、显示器是以一种类似于串行的方式协同工作的。
如下图，CPU计算好显示的内容提交给GPU；GPU把CPU提交过来的内容渲染成显示器可以显示的格式（也就是我们常说的一帧）。
GPU渲染完成后将渲染结果（也就是一帧画面）放到屏幕的帧缓冲区（此处的帧缓冲区和离屏渲染的屏幕缓冲区、屏幕外缓冲区是一回事）；
随后视频控制器会按照VSync（垂直同步信号）读取帧缓冲区的数据，经过数模转换传递给显示器显示

屏幕成像原理图.png

三、页面卡顿的原因

掉帧，也就是说CPU处理数据和GPU渲染时间过长导致掉帧 页面显示也就是卡顿

四、解决卡顿的思路

尽可能减少CPU、GPU资源消耗

五、优化方案
1、卡顿优化 - CPU

1、尽量用轻量级的对象，比如用不到事件处理的地方，可以考虑使用CALayer取代UIView

2、不要频繁地调用UIView的相关属性，比如frame、bounds、transform等属性，尽量减少不必要的修改

3、尽量提前计算好布局，在有需要时一次性调整对应的属性，不要多次修改属性

4、Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源

5、图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一致

6、控制一下线程的最大并发数量

7、尽量把耗时的操作放到子线程
      文本处理（尺寸计算、绘制）
     图片处理（解码、绘制）

2、

1、尽量避免短时间内大量图片的显示，尽可能将多张图片合成一张进行显示

2、GPU能处理的最大纹理尺寸是4096x4096，一旦超过这个尺寸，就会占用CPU资源进行处理，所以纹理尽量不要超过这个尺寸

3、尽量减少视图数量和层次

4、减少透明的视图（alpha<1），不透明的就设置opaque为YES

5、尽量避免出现离屏渲染

什么是离屏渲染

在OpenGL中，GPU有2种渲染方式
On-Screen Rendering：当前屏幕渲染，在当前用于显示的屏幕缓冲区进行渲染操作
Off-Screen Rendering：离屏渲染，在当前屏幕缓冲区以外新开辟一个缓冲区进行渲染操作

离屏渲染消耗性能的原因
需要创建新的缓冲区
离屏渲染的整个过程，需要多次切换上下文环境，先是从当前屏幕（On-Screen）切换到离屏（Off-Screen）；等到离屏渲染结束以后，将离屏缓冲区的渲染结果显示到屏幕上，又需要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕

哪些操作会触发离屏渲染？
光栅化，layer.shouldRasterize = YES

遮罩，layer.mask

圆角，同时设置layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0
考虑通过CoreGraphics绘制裁剪圆角，或者叫美工提供圆角图片

阴影，layer.shadowXXX
如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染