iOS中卡顿产生的主要原因及优化思路

卡顿本质上是一个UI体验上的问题，而UI的渲染及显示，主要涉及CPU和GPU两个层面。若 CPU+GPU渲染耗时超过16.7ms，就会在屏幕vsync信号到来时无法更新屏幕内容，进而导致卡顿。

       iOS中UI渲染主要包含Layout->Draw->Prepare->Commit四个阶段。其中前三个阶段主要是CPU在处理， 第四个阶段主要是GPU处理。可行的优化手段，在不同阶段也会有所不同。

       1. Layout阶段的优化：

        在Layout阶段，主要操作都是在主线程，可能的性能瓶颈是页面布局复杂，数据频繁更新或页面滚动过程中频繁计算、更新子视图的大小和位置可能会有性能瓶颈。

        优化思路：

      （1）预处理：收到数据后，提前在子线程计算涉及到子视图的布局信息ViewLayoutModel，处理完后再切换到主线程更新布局数据，避免在主线程进行复杂的布局计算。

      （2）缓存页面布局信甚至直接缓存布局好的视图。这种方案对数据变化不大，但需要快速滚动浏览历史数据的场景十分有效。

      （3）避免全局进行视图更新，只更新数据有变化的子视图。

      （4）批处理。如果数据变化过于频繁，没必要每次数据由变化时都立刻刷新UI，可以缓存变化的数据，批量进行处理。

       2. Draw阶段的优化

        Draw阶段默认也是在主线程中实现， 但实际这并非必须的。因此，这一阶段最可行的优化就是将绘制改为在子线程中完成，然后将生成的位图切换到主线程提交到Layer的content字段，这就是异步绘制。

        具体 步 骤：

       （1）实现CALayer的代理方法displayLayer:

       （2）在代理方法中切到子线程执行绘制任务

       （3）将绘制出的位图在主线程设置到CAlayer的contents属性

        

       3. Prepare阶段的优化

        Prepare阶段主要的耗时是图片的解码，优化手段主要是预处理和缓存。现在主流的图片加载框架，如SDWebImage、TTURLCache，都会将图片将图片提前进行解码，缓存的UIImage都是解码后的图片对象。

          Prepare另外一个优化的思路是避免缓存过大的图片，在收到图片后，根据实际显示场景需要的图片尺寸，生成不同大小的图片副本，既可以降低内存占用，也可以降低图片加载过程中的耗时。

       4. Commit阶段的优化

        Commit阶段主要的耗时是GPU渲染耗时。其中最容易产生性能瓶颈的是离屏渲染问题。

        所谓离屏渲染，是指设置图层的某些属性时，视图前期渲染结束后无法直接进入帧缓冲区，需要另外开辟一个新的屏幕缓冲区，对其再次进行整体处理。而开辟新的屏幕缓冲区及切换图片渲染上下文都是非常耗时的操作，因而非常容易导致UI卡顿。

        会导致离屏渲染的操作主要包括：        

      （1）layer.shouldRasterize（光栅化）

      （2）layer.mask（遮罩）

      （3）layer.shadowPath（阴影）

      （4）layer.cornerRadius及layer.maskToBounds（圆角）

        离屏渲染的主要优化套路比较固定，主要是在可能存在性能瓶颈的场景尽量避免设置图层的这些属性。类似的渲染效果，改为在CPU中通过预处理进行实现。