性能优化—CPU和GPU

APP性能优化CPU和GPU

在屏幕成像的过程中,CPU和GPU起着至关重要的作用。

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)。

GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器):

  • 纹理的渲染


    纹理渲染.png

在iOS中是双缓冲机制,有前帧缓存,后帧缓存

屏幕成像原理:


屏幕成像.png

卡顿产生的原因

卡顿.png

卡顿解决的主要思路

尽可能减少CPU、GPU资源消耗

按照60FPS(FPS 是一秒显示的帧数,也就是一秒内画面变化数量)的刷帧率,没隔16ms就会有一次VSync信号

VSync:垂直同步信号,将你的FPS(帧率,每秒的帧数)和显示器的刷新率同期起来。其目的是避免一种称之为"撕裂"的现象。

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代替UIView。
  2. 不要频繁的调用UIView的属性,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)

卡顿优化——GPU

  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并成一张图片显示
  2. GPU能处理的最大纹理尺寸是4096*4096,一旦超过这个尺寸,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. 减少透明视图( alpha < 1 ),不透明的就设置opaque为YES
  5. 尽量避免离屏渲染

离屏渲染

在OpenGL中,GPU有两种渲染方式:

  1. 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
  2. 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

  1. 需要创建新的缓冲区
  2. 离屏渲染的整个过程,需要多次切换上下文环境,首先从当前屏幕(On—Screen)切换到离屏(Off—Screen);等到离屏渲染结束以后,将离屏渲染缓冲区的结果显示到屏幕上,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?

  1. 光栅化,layer.shouldRasterize = YES (会强制开启离屏渲染)
    • 当一个图像混合了多个图层,每次移动时,每一帧都要重新合成这些图层,十分消耗性能。当我们开启光栅化后,会在首次产生一个位图缓存,当再次使用时候就会复用这个缓存。但是如果图层发生改变的时候就会重新产生位图缓存。所以这个功能一般不能用于UITableViewCell中,cell的复用反而降低了性能。最好用于图层较多的静态内容的图形。而且产生的位图缓存的大小是有限制的,一般是2.5个屏幕尺寸。在100ms之内不使用这个缓存,缓存也会被删除。所以我们要根据使用场景而定。
  2. 遮罩,layer.mask
  3. 圆角,同时设置layer.maskToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0(只设置其中一个不会触发离屏渲染)
    • 可以考虑通过CoreGraphics绘制裁剪圆角
    • 使用贝塞尔曲线UIBezierPath和Core Graphics框架画出一个圆角
    • 使用CAShapeLayer和UIBezierPath设置圆角
    • 让美工提供圆角图片
  4. 阴影,layer.shadowXXX
    • Shadow 可以通过指定路径来取消离屏渲染。如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染

如果对一个label或button设置圆角,也可以使用layer.backgroundColor和layer.cornerRadius设置,而不需要layer.maskstoBounds。这样不会触发离屏渲染,所以ios9之后,可以直接这样做

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