iOS开发系列之性能优化（上）

本篇主要记录一下我对界面优化上的一些探索。关于时间优化的探索将会在中篇里进行介绍。下篇将主要介绍一些耗电优化、安装包瘦身的探索。

一、卡顿原理

要了解卡顿原理，须要对帧缓冲区、垂直同步、CPU 和 GPU 几个词进行一下了解，而后综合起来，就能够获得卡顿的答案。本篇我就按照本身的理解来进行描述，若有不当，欢迎指正。

1.一、帧缓冲区

听起来很高大上，其实就是用来存放每一帧画面数据的一个“仓库”，一个仓库只存放一帧画面的数据，iOS 一直是双缓存，就是有两个仓库，存当前帧数据的叫“正式仓库”，存下一帧数据的叫“预备仓库”。

当正式仓库的数据被取走后，二者身份交换，原来的预备仓库转正为正式仓库，原来的正式仓库变成预备仓库。

1.二、垂直同步 (VSync)

就是一个“信号”，通知 app 该开始准备往预备仓库里存放数据了，系统过一会就要来取，这个时间大概是16毫秒。

1.三、CPU (中央处理器)

主要的工做有：正式对象的建立和销毁、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。咱们能够理解为负责包裹内部的处理工做，简称“打包”。

1.四、GPU (图形处理器)

主要的工做有：将 CPU 计算好的内容进行变换、合成、渲染等处理，而后将渲染结果提交到帧缓冲区。咱们能够理解为，对 CPU 给过来的包裹进行分类、排列等操做后，存放到仓库里去，简称“入库”。

1.五、卡顿原理

当收到系统发过来的 VSync “信号”后，CPU 就开始对这一帧画面的数据进行“打包”，而后交给 GPU 进行“入库”操做，存入到“预备仓库”中。

16毫秒后，预备仓库转正，系统开始读取仓库里的数据，若是这个时候，仓库中的数据尚未准备好，那么系统就会发脾气，放弃读取仓库中的数据。

那么这个时候，由于系统的宁缺毋滥，致使了显示器上显示的仍是上一帧画面，就形成了卡顿的效果。

二、性能优化

做为软件开发工程师的咱们，既不能延长16毫秒的处理时间，也不能改变系统的脾气，那咱们能作的就是尽可能在这个时间内完成数据的准备。要么“打包”快一点，要么“入库”快一点，也就是针对 CPU 和 GPU 的工做进行优化，这就是性能优化的工做了。

2.一、CPU 工做之正式对象的建立和销毁

• UITableViewCell 和 UICollectionViewCell 的复用，能够减小 cell 的建立操做；

• 尽可能使用轻量级的对象，能够减小对象的建立时间，好比在不须要事件处理的场景里，使用CALayer 比 UIView 会更加合适；

• 表情键盘使用 UICollectionViewCell 代替 UIButton，能够减小对象的建立操做；

• 对象不涉及UI操做，放到后台线程建立；

• 性能要求严格的界面，storyborad的资源消耗>代码建立；

• 推迟对象建立的时间，对象放到多个任务中，好比懒加载；

2.二、CPU 工做之对象属性的调整

• UIView 有一个 CALyer 的属性，UIView 负责事件的处理，CALyer 负责图层的绘制和显示。须要注意的是，CALyer自己是没有属性的，因此当改变 UIView 的显示相关的属性如 frame、bounds 和 transform 的时候，会消耗较多的资源，因此减小对这些属性的一些没必要要修改，能减少 CPU 的压力；

2.三、CPU 工做之布局计算

• UITableViewCell 高度提早计算并存储，要用的时候直接读取；

• frame 计算好，较少没必要要的修改；

• Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源；

2.四、CPU 工做之文本的计算和排版

• 普通文本能够在子线程用 [NSAttributedString boundingRectWithSize:options:context:] 来计算文本宽高，用 -[NSAttributedString drawWithRect:options:context:] 来绘制文本；

• CoreText 对象占用内存较少，当显示大量文本时，能够用 CoreText 对文本异步绘制；

2.五、CPU 工做之图片的格式转换和解码

• 在后台线程先把图片绘制到 CGBitmapContext 中，而后从 Bitmap 直接建立图片；

2.六、CPU 工做之图像的绘制

• UITableViewCell 滑动减速的时候才加载图片，能够参考这个demo；

• 加载图片时，imageNamed 方法默认加载图片成功后会内存中缓存图片，下次读取会很快；imageWithContentsOfFile 方法不会缓存图片，大图片可使用该方法；

2.七、GPU 工做之渲染

• 尽可能不要让图片和视图的大小超过 GPU 纹理尺寸上限：4096×4096，否则图片还须要通过 CPU 的处理；

• 尽可能减小视图数量和层次，并设置视图为不透明，UIView 的不透明属性 (opaque) 默认为 YES，通常设置背景颜色便可；CALayer 的不透明属性 (opaque) 默认为 NO，须要设置为 YES；

• CALayer 的 border、圆角、阴影、遮罩，一般会触发离屏渲染，尽可能少用，圆角属性可使用 CoreGraphics 绘制或使用圆角图片代替，关于离屏渲染的知识，具体能够参考这篇文章：iOS 图形性能优化;

• 图片的 size 最好恰好跟 UIImageView 的 size 保持一致，这涉及到像素对齐的知识，也能够在上面这篇文章中详细了解；

最后郑重声明，本篇里只是记录一下个人我的理解和代码实践，资料大量参考了这篇文章：iOS 保持界面流畅的技巧，做者是写出了 YYKit 框架的大牛，想要深刻学习的朋友请移步。

本篇的界面优化就记录到这里，后面会持续更新，欢迎指正。