iOS面试-UI

• UIView与CALayer
  <单一职责原则>
  UIView为CALayer提供内容，以及负责处理触摸等事件，参与响应链
  CALayer负责显示内容contents
• 图像显示原理
  1.CPU:输出位图
  2.GPU :图层渲染，纹理合成
  3.把结果放到帧缓冲区(frame buffer)中
  4.再由视频控制器根据vsync信号在指定时间之前去提取帧缓冲区的屏幕显示内容
  5.显示到屏幕上

CPU工作
1.Layout: UI布局，文本计算
2.Display: 绘制
3.Prepare: 图片解码
4.Commit：提交位图

GPU渲染管线(OpenGL)
顶点着色，图元装配，光栅化，片段着色，片段处理

• UI卡顿掉帧原因
  iOS设备的硬件时钟会发出Vsync（垂直同步信号），然后App的CPU会去计算屏幕要显示的内容，之后将计算好的内容提交到GPU去渲染。随后，GPU将渲染结果提交到帧缓冲区，等到下一个VSync到来时将缓冲区的帧显示到屏幕上。也就是说，一帧的显示是由CPU和GPU共同决定的。
  一般来说，页面滑动流畅是60fps，也就是1s有60帧更新，即每隔16.7ms就要产生一帧画面，而如果CPU和GPU加起来的处理时间超过了16.7ms，就会造成掉帧甚至卡顿。
• 滑动优化方案
  CPU：把以下操作放在子线程中
  1.对象创建、调整、销毁
  2.预排版（布局计算、文本计算、缓存高度等等）
  3.预渲染（文本等异步绘制，图片解码等）

GPU:
纹理渲染，视图混合

一般遇到性能问题时，考虑以下问题：
是否受到CPU或者GPU的限制？
是否有不必要的CPU渲染？
是否有太多的离屏渲染操作？
是否有太多的图层混合操作？
是否有奇怪的图片格式或者尺寸？
是否涉及到昂贵的view或者效果？
view的层次结构是否合理？

• 离屏渲染
  On-Screen Rendering:当前屏幕渲染，指的是GPU的渲染操作是在当前用于显示的屏幕缓冲区中进行
  Off-Screen Rendering:离屏渲染，分为CPU离屏渲染和GPU离屏渲染两种形式。GPU离屏渲染指的是GPU在当前屏幕缓冲区外新开辟一个缓冲区进行渲染操作
  应当尽量避免的则是GPU离屏渲染

GPU离屏渲染何时会触发呢？
圆角（当和maskToBounds一起使用时）、图层蒙版、阴影，设置

layer.shouldRasterize ＝ YES

为什么要避免GPU离屏渲染？
GPU需要做额外的渲染操作。通常GPU在做渲染的时候是很快的，但是涉及到offscreen-render的时候情况就可能有些不同，因为需要额外开辟一个新的缓冲区进行渲染，然后绘制到当前屏幕的过程需要做onscreen跟offscreen上下文之间的切换，这个过程的消耗会比较昂贵，涉及到OpenGL的pipeline跟barrier，而且offscreen-render在每一帧都会涉及到，因此处理不当肯定会对性能产生一定的影响。另外由于离屏渲染会增加GPU的工作量，可能会导致CPU+GPU的处理时间超出16.7ms，导致掉帧卡顿。所以可以的话应尽量减少offscreen-render的图层