CPU資源消耗的原因和解決方案

CPU資源消耗的原因和解決方案

對象創(chuàng)建

*輕量對象代替重量對象

* 不需要響應(yīng)觸摸事件的控件：CALayer顯示

* 對象不涉及UI操作，則盡量放到后臺線程創(chuàng)建

* 包含有CALayer的控件只能在主線程創(chuàng)建和操作

* 通過Storyboard 創(chuàng)建視圖對象時，其資源消耗會比直接通過代碼創(chuàng)建對象要大非常多，在性能敏感的界面里，storyboard不是一個好的技術(shù)選擇

* 盡量推遲對象創(chuàng)建的時間，并把對象的創(chuàng)建分散到多個任務(wù)中去。

* 對象的復(fù)用代價比釋放，創(chuàng)建新對象要小，這類對象應(yīng)當(dāng)盡量放到一個緩存池里復(fù)用

對象調(diào)整

* CALayer:CALayer內(nèi)部并沒有屬性，當(dāng)調(diào)用屬性方法時，它內(nèi)部是通過運行時resolveInstanceMethod為對象臨時添加一個方法，并把對應(yīng)屬性值保存到內(nèi)部的一個Dictionary里，同時還會通知delegate，創(chuàng)建動畫等等，非常消耗資源。

* UIView的關(guān)于顯示相關(guān)的屬性（frame/bound/transform）等實際上都是CALayer屬性映射來的，所以對UIView的這些屬性進(jìn)行調(diào)整時，消耗的資源要遠(yuǎn)大于一般的屬性，所以，盡量減少不必要的屬性修改

* 當(dāng)視圖層次調(diào)整時，UIView，CALayer之間會出現(xiàn)很多方法調(diào)用與通知，所以，應(yīng)盡量避免調(diào)整視圖層次，添加和移除視圖。

對象銷毀

把對象捕獲到block中，然后扔到后臺隊列去隨便發(fā)送個消息以避免編譯器警告，就可以讓對象在后臺線程銷毀了。

布局計算

* 視圖布局的計算是App中最為常見的消耗CPU資源的地方

* 在后臺線程提前計算好視圖布局，并且對視圖布局進(jìn)行緩存

* 用任何技術(shù)對視圖進(jìn)行布局，最終都會落到對UIView.frame/bounds/center等屬性的調(diào)整上 對象調(diào)整：非常消耗資源，所以盡量提前計算好布局，在需要時一次性調(diào)整好對應(yīng)屬性，而不要多次，頻繁的計算和調(diào)整這些屬性。

Autolayout

不手動調(diào)整frame 等屬性，可以用常見的快捷屬性：left/right/top/bottom/width/height，或使用ComponentKit，AsyncDisplayKit等框架

文本渲染

* 所有的文本內(nèi)容控件，在底層都是通過CoreText排版，繪制為Bitmap顯示的。

* 常見的文本控件(UILabel,UITextView)，其排版和繪制都是在主線程進(jìn)行的，當(dāng)顯示大量文本時，CPU的壓力會非常大。

* 解決方案：自定義文本控件，用TextKit或底層的CoreText對文本異步繪制

* CoreText對象創(chuàng)建好后，能直接獲取文本的寬高信息，避免了多次計算（調(diào)整UILabel大小時算一遍，UILabel繪制時內(nèi)部再算一遍），CoreText對象占用內(nèi)存較少，可以緩存下來供稍后多次渲染。

圖片的解碼

* 用UIImage 或CGImageSource創(chuàng)建圖片時，圖片數(shù)據(jù)不會立刻解碼。圖片設(shè)置到UIImageView或者CALayer.contents中去，并且CALayer被提交到GPU前，CGImage中的數(shù)據(jù)才會得到解碼。 _發(fā)生在主線程，不可避免。

* 后臺線程先把圖片會知道CGBitmapContext中，然后從Bitmap直接創(chuàng)建圖片。

圖像的繪制

* 圖像繪制：以CG開頭的方法把圖像繪制到畫布中，然后從畫布創(chuàng)建圖片并顯示 如：[UIView drawRect:]

* CoreGraphic 方法通常是線程安全的，圖像的繪制可以放到后臺線程進(jìn)行

GPU 資源消耗原因和解決方案

GPU：接收提交的紋理和頂點描述（三角形），應(yīng)用變換（transform），混合并渲染，然后輸出到屏幕上。

所看到的內(nèi)容：紋理和形狀（三角形模擬的矢量圖形）

紋理的渲染

* 所有的Bitmap ，包括圖片，文本，柵格化的內(nèi)容，最終都要由內(nèi)存提交到顯存，綁定為GPU Texture.

* 提交到顯存的過程，GPU調(diào)整和渲染Texture的過程，都要消耗不少GPU資源

* 當(dāng)在較短時間顯示大量圖片（TableView存在非常多的圖片并且快速滑動時），CPU占有率很低，GPU占有非常高，界面仍然會掉幀。

* 盡量減少在短時間內(nèi)大量圖片的顯示，盡可能將多張圖片合成為一張進(jìn)行顯示。

* 圖片過大，超過GPU的最大紋理尺寸時，圖片需要先由CPU進(jìn)行預(yù)處理，這對CPU和GPU都會帶來額外的資源消耗。iPhone4S以上機型，紋理尺寸上限4096*4096

視圖的混合

* 當(dāng)多個視圖（CALayer）重疊在一起顯示時，GPU會首先把他們混合到一起。如果視圖結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，混合的過程也會消耗很多GPU資源。

* 應(yīng)用應(yīng)當(dāng)盡量減少視圖數(shù)量和層次，并在不透明的視圖里標(biāo)明opaque屬性以避免無用的Alpha通道合成。

* 把多個視圖預(yù)先渲染為一張圖片來顯示。

圖形的生成

* CALayer的border,圓角，陰影，遮罩(mask),CASharpLayer的矢量圖形顯示，通常會觸發(fā)離屏渲染(offscreen rendering)，而離屏渲染通暢發(fā)生在GPU中。

* 當(dāng)一個列表視圖中出現(xiàn)大量圓角的CALayer，并且快速滑動時，可以觀察到GPU資源已經(jīng)占滿，而CPU資源消耗很少。界面仍然能正常滑動，但平均幀數(shù)會降到很低

* 避免這種情況，可以嘗試開啟CALayer.shouldRasterize（柵格化）屬性，但這會把原本離屏渲染的操作轉(zhuǎn)嫁到CPU上去。

* 圓角圖片遮擋

* 把需要顯示的圖形在后臺線程繪制為圖片，避免使用圓角，陰影，遮罩等屬性。