GPU渲染機(jī)制

CPU 計算好顯示內(nèi)容提交到 GPU，GPU 渲染完成后將渲染結(jié)果放入幀緩沖區(qū)，隨后視頻控制器會按照 VSync 信號逐行讀取幀緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過可能的數(shù)模轉(zhuǎn)換傳遞給顯示器顯示。

當(dāng)圖層屬性的混合體被指定為在未預(yù)合成之前不能直接在屏幕中繪制時，屏幕外渲染就被喚起了。屏幕外渲染并不意味著軟件繪制，但是它意味著圖層必須在被顯示之前在一個屏幕外上下文中被渲染（不論CPU還是GPU）。所以當(dāng)使用離屏渲染的時候會很容易造成性能消耗，因為在OPENGL里離屏渲染會單獨在內(nèi)存中創(chuàng)建一個屏幕外緩沖區(qū)并進(jìn)行渲染，而屏幕外緩沖區(qū)跟當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)上下文切換是很耗性能的。

屏幕外渲染和我們啟用光柵化時相似，除了它并沒有像光柵化圖層那么消耗大，子圖層并沒有被影響到，而且結(jié)果也沒有被緩存，所以不會有長期的內(nèi)存占用。但是，如果太多圖層在屏幕外渲染依然會影響到性能。

有時候我們可以把那些需要屏幕外繪制的圖層開啟光柵化以作為一個優(yōu)化方式，前提是這些圖層并不會被頻繁地重繪。

對于那些需要動畫而且要在屏幕外渲染的圖層來說，你可以用CAShapeLayer，contentsCenter或者shadowPath來獲得同樣的表現(xiàn)而且較少地影響到性能。

GPU屏幕渲染方式

1、On-Screen Rendering：
意為當(dāng)前屏幕渲染，指的是GPU的渲染操作是在當(dāng)前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)中進(jìn)行。
2、Off-Screen Rendering：
意為離屏渲染，指的是GPU在當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)以外新開辟一個緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作。
3、特殊的離屏渲染：
如果將不在GPU的當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)中進(jìn)行的渲染都稱為離屏渲染，那么就還有另一種特殊的“離屏渲染”方式： CPU渲染。

如果我們重寫了drawRect方法，并且使用任何Core Graphics的技術(shù)進(jìn)行了繪制操作，就涉及到了CPU渲染。整個渲染過程由CPU在App內(nèi) 同步地完成，渲染得到的bitmap最后再交由GPU用于顯示。

備注：CoreGraphic通常是線程安全的，所以可以進(jìn)行異步繪制，顯示的時候再放回主線程。

離屏渲染的觸發(fā)方式

設(shè)置了以下屬性時，都會觸發(fā)離屏繪制：
1、shouldRasterize（光柵化）
2、masks（遮罩）
3、shadows（陰影）
4、edge antialiasing（抗鋸齒）
5、group opacity（不透明）
6、復(fù)雜形狀設(shè)置圓角等
7、漸變

其中shouldRasterize（光柵化）是比較特別的一種：
光柵化概念：將圖轉(zhuǎn)化為一個個柵格組成的圖象。
光柵化特點：每個元素對應(yīng)幀緩沖區(qū)中的一像素。

shouldRasterize = YES在其他屬性觸發(fā)離屏渲染的同時，會將光柵化后的內(nèi)容緩存起來，如果對應(yīng)的layer及其sublayers沒有發(fā)生改變，在下一幀的時候可以直接復(fù)用。shouldRasterize = YES，這將隱式的創(chuàng)建一個位圖，各種陰影遮罩等效果也會保存到位圖中并緩存起來，從而減少渲染的頻度（不是矢量圖）。

相當(dāng)于光柵化是把GPU的操作轉(zhuǎn)到CPU上了，生成位圖緩存，直接讀取復(fù)用。當(dāng)你使用光柵化時，你可以開啟“Color Hits Green and Misses Red”來檢查該場景下光柵化操作是否是一個好的選擇。綠色表示緩存被復(fù)用，紅色表示緩存在被重復(fù)創(chuàng)建。

如果光柵化的層變紅得太頻繁那么光柵化對優(yōu)化可能沒有多少用處。位圖緩存從內(nèi)存中刪除又重新創(chuàng)建得太過頻繁，紅色表明緩存重建得太遲。可以針對性的選擇某個較小而較深的層結(jié)構(gòu)進(jìn)行光柵化，來嘗試減少渲染時間。

Instruments監(jiān)測離屏渲染

Instruments的Core Animation工具中有幾個和離屏渲染相關(guān)的檢查選項：
1、Color Offscreen-Rendered Yellow
開啟后會把那些需要離屏渲染的圖層高亮成黃色，這就意味著黃色圖層可能存在性能問題。
2、Color Hits Green and Misses Red
如果shouldRasterize被設(shè)置成YES，對應(yīng)的渲染結(jié)果會被緩存，如果圖層是綠色，就表示這些緩存被復(fù)用；如果是紅色就表示緩存會被重復(fù)創(chuàng)建，這就表示該處存在性能問題了。

iOS版本上的優(yōu)化

1、iOS 9.0 之前UIimageView跟UIButton設(shè)置圓角都會觸發(fā)離屏渲染
2、iOS 9.0 之后UIButton設(shè)置圓角會觸發(fā)離屏渲染，而UIImageView里png圖片設(shè)置圓角不會觸發(fā)離屏渲染了，如果設(shè)置其他陰影效果之類的還是會觸發(fā)離屏渲染的。

原文：
1、http://www.lxweimin.com/p/6d24a4c29e18
2、http://www.kancloud.cn/manual/ios/97843