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iOS 保持页面流畅技巧

产生卡顿的原因:

系统中 CPU、GPU、显示器是以上面这种方式协同工作的。CPU 计算好显示内容提交到 GPU，GPU 渲染完成后将渲染结果放入帧缓冲区，随后视频控制器会按照 VSync 信号逐行读取帧缓冲区的数据，经过可能的数模转换传递给显示器显示。

在 VSync(垂直同步) 信号到来后，系统图形服务会通过 CADisplayLink 等机制通知 App，App 主线程开始在 CPU 中计算显示内容，比如视图的创建、布局计算、图片解码、文本绘制等。随后 CPU 会将计算好的内容提交到 GPU 去，由 GPU 进行变换、合成、渲染。随后 GPU 会把渲染结果提交到帧缓冲区去，等待下一次 VSync 信号到来时显示到屏幕上。由于垂直同步的机制，如果在一个 VSync 时间内，CPU 或者 GPU 没有完成内容提交，则那一帧就会被丢弃，等待下一次机会再显示，而这时显示屏会保留之前的内容不变。这就是界面卡顿的原因。

CPU 资源消耗原因和解决方案

对象创建

对象的创建会分配内存,调整属性,甚至还有读取文件等操作.应当尽量使用轻量的对象代替重量的对象.

像 CALayer 就比 UIView 轻量级,所以如果视图不涉及触摸操作就可以使用 CALayer 代替 UIView,如果不涉及 UI 操作,可以将UIView的创建过程放到后台线程执行.

通过 storyboard 创建视图对象时,其资源消耗会比直接通过代码创建对象要大非常多,在性能敏感的界面里, storyboard 并不是一个好的技术选择.

尽量延迟对象的创建时间,并吧对象的创建分散到多个任务中去.

如果对象可以复用,并且复用的代价比释放,创建新对象要小,那么这类对象应当尽量放到一个缓存池里复用.

对象调整

对象调整是常见的消耗 CPU 资源的地方, UIView的 bounds /frame/ center 等属性,在调整时,因为 CALayer 是没有属性的,在调用相关属性时,是生成一个临时方法,调用结束后再把值存到 CALayer的一个字典中,所以在调整 UIView的相关属性时, UIView和 CALayer 之间会产生一系列的通知和代理.

当视图层次调整时, UIView CALayer 之间会出现很多方法的调用与通知,所以在优化性能时,应该尽量避免调整视图层次添加和移除视图.

对象销毁

对象的销毁相对消耗的资源较少,通常当容器类持有大量对象时,其造成的消耗也是非常明显的,所以应当将消耗过程放到后台线程执行.

最好的解决方法是,使用 BLOCK 捕捉对象,再在 block 中在后台线程给对象发送一个消息,即可在后台销毁对象

布局计算

布局计算也是常见的CPU 消耗.在页面内布局非常复杂时,最好能提前在后台计算好布局

AutoLayout

AutoLayout 是苹果推荐的布局方法,能够显著的提高布局效率,但是在复杂页面其资源消耗是成指数型增加的,所以在布局复杂的页面尽量不要使用 autolayout进行布局

文本计算

如果一个界面中包含大量文本（比如微博微信朋友圈等），文本的宽高计算会占用很大一部分资源，并且不可避免。如果你对文本显示没有特殊要求，可以参考下 UILabel 内部的实现方式：用 [NSAttributedString boundingRectWithSize:options:context:] 来计算文本宽高，用 -[NSAttributedString drawWithRect:options:context:] 来绘制文本。尽管这两个方法性能不错，但仍旧需要放到后台线程进行以避免阻塞主线程。

如果你用 CoreText 绘制文本，那就可以先生成 CoreText 排版对象，然后自己计算了，并且 CoreText 对象还能保留以供稍后绘制使用。

文本渲染

屏幕上能看到的所有文本内容控件，包括 UIWebView，在底层都是通过 CoreText 排版、绘制为 Bitmap 显示的。常见的文本控件（UILabel、UITextView 等），其排版和绘制都是在主线程进行的，当显示大量文本时，CPU 的压力会非常大。对此解决方案只有一个，那就是自定义文本控件，用 TextKit 或最底层的 CoreText 对文本异步绘制。尽管这实现起来非常麻烦，但其带来的优势也非常大，CoreText 对象创建好后，能直接获取文本的宽高等信息，避免了多次计算（调整 UILabel 大小时算一遍、UILabel 绘制时内部再算一遍）；CoreText 对象占用内存较少，可以缓存下来以备稍后多次渲染。

图片解码

当用 UIImage 或 CGImageScoure 的那几个方法创建图片时,图片并不会立刻解码.图片设置到 UIImageView 或者 CALayer.contents 中去,并且 CALayer 被提交到 GPU 前, CGImage 中的数据才会得到解码.这一步是发生在主线程的.如果想要绕开这个机制,常见的做法是在后台线程先把图片会知道 CGBitmapContext 中,然后冲 Bitmap 直接创建图片.目前常见的网络图片库都自带这个功能