一.渲染機(jī)制

CPU 計(jì)算好顯示內(nèi)容提交到 GPU，GPU 渲染完成后將渲染結(jié)果放入幀緩沖區(qū)，隨后視頻控制器會(huì)按照 VSync 信號(hào)逐行讀取幀緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)可能的數(shù)模轉(zhuǎn)換傳遞給顯示器顯示。

二.GPU屏幕渲染有兩種方式

1>On-Screen Rendering:意為當(dāng)前屏幕渲染

指GPU的渲染操作是在當(dāng)前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)中進(jìn)行

2>Off-Screen Rendering:離屏渲染

指GPU在當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)以外新開(kāi)辟一個(gè)緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作

三.兩種渲染方式比較

相比于當(dāng)前屏幕渲染，離屏渲染的代價(jià)是很高的，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

1>創(chuàng)建新緩沖區(qū)

要想進(jìn)行離屏渲染，首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的緩沖區(qū)。

2>上下文切換

離屏渲染的整個(gè)過(guò)程，需要多次切換上下文環(huán)境：先是從當(dāng)前屏幕（On-Screen）切換到離屏（Off-Screen）；等到離屏渲染結(jié)束以后，將離屏緩沖區(qū)的渲染結(jié)果顯示到屏幕上有需要將上下文環(huán)境從離屏切換到當(dāng)前屏幕。而上下文環(huán)境的切換是要付出很大代價(jià)的。

四.還有一種特殊的離屏渲染指:CPU渲染

如果重寫(xiě)了drawRect方法，并且使用任何Core Graphics的技術(shù)進(jìn)行了繪制操作，就涉及到了CPU渲染。整個(gè)渲染過(guò)程由CPU在App內(nèi) 同步地完成，渲染得到的bitmap最后再交由GPU用于顯示。CoreGraphic通常是線程安全的，所以可以進(jìn)行異步繪制，顯示的時(shí)候再放回主線程，一個(gè)簡(jiǎn)單的異步繪制過(guò)程大致如下:

五.離屏渲染的觸發(fā)方式

??shadows（陰影）

??shouldRasterize（光柵化）

??masks（遮罩）

??edge antialiasing（抗鋸齒）

??group opacity（不透明)

??復(fù)雜形狀設(shè)置圓角等…

??漸變

??UILabel, CATextLayer, Core Text……

小插曲

日程經(jīng)常打交道的TableViewCell,TableViewCell的重繪是很頻繁的（因?yàn)镃ell的復(fù)用）,如果Cell的內(nèi)容不斷變化,則Cell需要不斷重繪,如果此時(shí)設(shè)置了cell.layer可光柵化。則會(huì)造成大量的離屏渲染,降低圖形性能。

值得注意的是，如果shouldRasterize被設(shè)置成YES，在觸發(fā)離屏繪制的同時(shí)，會(huì)將光柵化后的內(nèi)容緩存起來(lái)，如果對(duì)應(yīng)的layer及其sublayers沒(méi)有發(fā)生改變，在下一幀的時(shí)候可以直接復(fù)用。這將在很大程度上提升渲染性能

而其它屬性如果是開(kāi)啟的，就不會(huì)有緩存，離屏繪制會(huì)在每一幀都發(fā)生。

六.為什么有時(shí)會(huì)使用離屏渲染

當(dāng)使用圓角，陰影，遮罩的時(shí)候，圖層屬性的混合體被指定為在未預(yù)合成之前不能直接在屏幕中繪制，所以就需要屏幕外渲染被喚起。屏幕外渲染并不意味著軟件繪制，但是它意味著圖層必須在被顯示之前在一個(gè)屏幕外上下文中被渲染（不論CPU還是GPU）.所以當(dāng)使用離屏渲染的時(shí)候會(huì)很容易造成性能消耗，因?yàn)樵?code>OpenGL里離屏渲染會(huì)單獨(dú)在內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)屏幕外緩沖區(qū)并進(jìn)行渲染，而屏幕外緩沖區(qū)跟當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)上下文切換是很耗性能的。

七.Instruments工具檢測(cè)

使用Instruments下的Core Animation有相關(guān)的檢查選項(xiàng)

1>Color Offscreen-Rendered Yellow

開(kāi)啟后會(huì)把那些需要離屏渲染的圖層高亮成黃色，這就意味著黃色圖層可能存在性能問(wèn)題。

2>Color Hits Green and Misses Red

如果shouldRasterize被設(shè)置成YES，對(duì)應(yīng)的渲染結(jié)果會(huì)被緩存，如果圖層是綠色，就表示這些緩存被復(fù)用；如果是紅色就表示緩存會(huì)被重復(fù)創(chuàng)建，這就表示該處存在性能問(wèn)題了。

八.該選擇哪種實(shí)現(xiàn)方式?

1>盡量使用當(dāng)前屏幕渲染

離屏渲染、CPU渲染可能帶來(lái)的性能問(wèn)題，一般情況下，我們要盡量使用當(dāng)前屏幕渲染。

2>離屏渲染 和 CPU渲染

由于GPU的浮點(diǎn)運(yùn)算能力比CPU強(qiáng)，CPU渲染的效率可能不如離屏渲染；但如果僅僅是實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的效果，直接使用CPU渲染的效率又可能比離屏渲染好，畢竟離屏渲染要涉及到緩沖區(qū)創(chuàng)建和上下文切換等耗時(shí)操作。

九.iOS系統(tǒng)版本區(qū)別

iOS 9.0 之前UIimageView跟UIButton設(shè)置圓角都會(huì)觸發(fā)離屏渲染

iOS 9.0 之后UIButton設(shè)置圓角會(huì)觸發(fā)離屏渲染，而UIImageView里png圖片設(shè)置圓角不會(huì)觸發(fā)離屏渲染了< iOS異步設(shè)置任意弧度高性能圓角圖片>,如果設(shè)置其他陰影效果之類的還是會(huì)觸發(fā)離屏渲染的。

參考學(xué)習(xí)以下博文

博文一(王中周) 博文二 博文三 博文四(全面)