Quartz2D
- Quartz 2D是一个二维(二维即平面)绘图引擎，同时支持iOS和Mac系统
- 什么是二维?即平面
- 什么是引擎?经包装的函数库，方便开发者使用。Quartz 2D是苹果帮我们封装的一套绘图的函数库
- 同时支持iOS和Mac系统什么意思?用Quartz2D写的同一份代码，既可以运行在iphone上又可以运行在mac上，可以跨平台开发
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作用：
- 自定义UI控件- 绘制文字绘制图形（主）
- 截图\裁剪图片(矩形图片裁剪成圆形图片）（主）
- 线条\三角形\矩形\圆\弧等
- 绘制\生成图片(图像)
- 读取\生成PDF
- 手势解锁
- 报表：折线图、饼状图、柱状图（苹果写的都不好，用第三方框架）
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Quartz2D的API是纯C语言的（API指应用程序界面），来自于Core Graphics框架，其数据类型和函数基本都以CG作为前缀
- CGContextRef
- CGPathRef
- CGContextStrokePath(ctx);
Quartz2D在iOS开发中的价值
- 利用UIKit框架提供的控件，拼拼凑凑，能搭建和现实一些简单、常见的UI界面
- 但有些UI界面极其复杂、而且比较个性化，用普通的UI控件无法实现，这时可以利用Quartz2D技术将控件内部的结构画出来，自定义控件的样子
- iOS中大部分控件的内容都是通过Quartz2D画出来的
- Quartz2D在iOS开发中很重要的一个价值是：自定义view（自定义UI控件）
Quartz2D自定义view的步骤
新建一个类，继承自UIView
在-(void)drawRect:(CGRect)rect方法实现下述几步
取得跟当前view相关联的图形上下文
拼接路径，绘制相应的图形内容
把路径添加到上下文
设置绘图状态
利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面
注意：UIKit框架会进行封装会省略一些与上下文有关的操作；标志一般是以UI开头的类或者方法实现核心绘画时
Graphics Context
-(void)drawRect:(CGRect)rect方法
详见drawRect
常用函数（CG是C语言，没有方法，只有函数）
##常用拼接路径函数
新建一个起点
void CGContextMoveToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)
添加新的线段到某个点
void CGContextAddLineToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)
添加一个矩形
void CGContextAddRect(CGContextRef c, CGRect rect)
添加一个椭圆
void CGContextAddEllipseInRect(CGContextRef context, CGRect rect)
添加一个圆弧
void CGContextAddArc(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y,
CGFloat radius, CGFloat startAngle, CGFloat endAngle, int clockwise)
##常用绘制路径函数
//Mode参数决定绘制的模式
void CGContextDrawPath(CGContextRef c, CGPathDrawingMode mode)
//绘制空心路径（注意不是线段！）
void CGContextStrokePath(CGContextRef c)
//绘制实心路径（注意不是线段！）
void CGContextFillPath(CGContextRef c)
//提示：一般以CGContextDraw、CGContextStroke、CGContextFill开头的函数，都是用来绘制路径的
##图形上下文栈的操作
//将当前的上下文copy一份,保存到栈顶(那个栈叫做”图形上下文栈”)
void CGContextSaveGState(CGContextRef c)
//将栈顶的上下文出栈,替换掉当前的上下文
void CGContextRestoreGState(CGContextRef c)
##矩阵操作
//利用矩阵操作，能让绘制到上下文中的所有路径一起发生变化
缩放
void CGContextScaleCTM(CGContextRef c, CGFloat sx, CGFloat sy)
//旋转
void CGContextRotateCTM(CGContextRef c, CGFloat angle)
//平移
void CGContextTranslateCTM(CGContextRef c, CGFloat tx, CGFloat ty)
Quartz2D的内存管理
- 使用含有“Create”或“Copy”的函数创建的对象，使用完后必须释放，否则将导致内存泄露
使用不含有“Create”或“Copy”的函数获取的对象，则不需要释放
如果retain了一个对象，不再使用时，需要将其release掉
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可以使用Quartz 2D的函数来指定retain和release一个对象。
- 例如，如果创建了一个CGColorSpace对象，则使用函数CGColorSpaceRetain和CGColorSpaceRelease来retain和release对象。
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也可以使用Core Foundation的CFRetain和CFRelease。
- 注意不能传递NULL值给这些函数
离屏渲染
- 离屏渲染详解与优化
- 要点整理：
1. 屏幕上图像的显示都是一帧一帧的显示的，所以可以用帧率（每秒显示多少张图片）查看运行的流程程度。该数值越高越好
2. 为什么会有离屏渲染：图层属性的混合体被指定为在未预合成之前不能直接在屏幕中绘制，所以就需要屏幕外渲染，一般由设置mask, shadow, group opacity, edge antialiasing造成
3. 离屏渲染一般是指（GPU的离屏渲染），CPU也会有离屏渲染（重写drawRect:方法会造成该问题）
4. 离屏渲染的坏处：因为离屏渲染会单独在内存中创建一个屏幕外缓冲区并进行渲染，而屏幕外缓冲区跟当前屏幕缓冲区上下文切换是很耗性能的
5. 系统圆角会造成离屏渲染问题，解决方案是
1. 后台绘制圆角（其实是将GPU的离屏渲染变为CPU的离屏渲染），但还存在绘制后的图片是否进行磁盘缓存；
2. 让UI绘制圆角图片；
3. 绘制一定量的圆角遮罩，插入图片layer层中，与图片合成后显示，圆角遮罩可用内存缓存减少重复绘制view.layer.cornerRadius = 5 view.layer.masksToBounds = true6. 设置Shadow.path可以避免离屏渲染 7. Mask 效果无法取消离屏渲染，使用混合图层的方法来模拟 mask 效果，性能各方面都是和无效果持平，推荐使用混合图层。 8. GroupOpacity是指CALayer的allowsGroupOpacity属性，UIView 的alpha属性等同于CALayer的opacity属性。开启GroupOpacity后，子layer在视觉上的透明度的上限是其父layer的opacity。GroupOpacity开启离屏渲染的条件是：layer.opacity != 1.0并且有子 layer 或者背景图 9. 开启 edge antialiasing(旋转视图并且设置layer.allowsEdgeAntialiasing = true) 在 iOS 8 和 iOS 9 上并不会触发离屏渲染，对性能也没有什么影响，也许到现在这个功能已经被优化了 10. 离屏渲染可能需要依靠光栅化。光栅化是一把双刃剑，它开启的是CPU的离屏渲染，降低GPU的离屏渲染。适用于视图变化很少的情况，如果视图不断变化，性能会更加差 - 总结
1. RoundedCorner 在仅指定cornerRadius时不会触发离屏渲染，仅适用于特殊情况：contents为 nil 或者contents不会遮挡背景色圆角；
2. Shawdow 可以通过指定路径来取消离屏渲染；
3. Mask 无法取消离屏渲染；
4. 以上效果在同等数量的规模下，对性能的影响等级：Shadow > RoundedCorner > Mask > GroupOpacity(迷之效果)。
5. 任何时候优先考虑避免触发离屏渲染，无法避免时优化方案有两种：
1. Rasterization：适用于静态内容的视图，也就是内部结构和内容不发生变化的视图，对上面的所有效果而言，在实现成本以及性能上最均衡的。即使是动态变化的视图，开启 Rasterization 后能够有效降低 GPU 的负荷，不过在动态视图里是否启用还是看 Instruments 的数据。
2. 规避离屏渲染，用其他手法来模拟效果，混合图层是个性能最好、耗能最少的通用优化方案，尤其对于 rounded corer 和 mask。
