YYAsyncLayer 学习

title: YYAsyncLayer 学习
date: 2017-11-23 13:27:19
tags: 第三方框架学习

YYAsyncLayer 学习

简介

YYAsyncLayer是用于图层异步绘制的一个组件,将耗时操作(如文本布局计算)放在RunLoop空闲时去做,进而减少卡顿.

组件内容

YYAsyncLayer主要有3个类.

1, YYTransaction,负责将 YYAsyncLayer委托的绘制任务在RunLoop空闲时执行.

2, YYSentine, 是一个线程安全的计数器,在进行队列分配和任务取消时作为参考使用

3, YYAsyncLayer, 将其替换为View的Layer类,实现异步绘制

YYTransaction

+ (YYTransaction *)transactionWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector;方法创建委托对象.

- (void)commit;方法将委托对象存储在一个全局Set中,在空闲时回调.

static void YYTransactionSetup() {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        transactionSet = [NSMutableSet new];
        CFRunLoopRef runloop = CFRunLoopGetMain();
        CFRunLoopObserverRef observer;

        observer = CFRunLoopObserverCreate(CFAllocatorGetDefault(),
                                           kCFRunLoopBeforeWaiting | kCFRunLoopExit,
                                           true,      // repeat
                                           0xFFFFFF,  // after CATransaction(2000000)
                                           YYRunLoopObserverCallBack, NULL);
        CFRunLoopAddObserver(runloop, observer, kCFRunLoopCommonModes);
        CFRelease(observer);
    });
}

空闲回调block

// 因为该对象还要被存放至集合中,当子类实现了isEqual方法时,则同时也要实现 hash方法.

- (NSUInteger)hash {
    long v1 = (long)((void *)_selector);
    long v2 = (long)_target;
    return v1 ^ v2;
}

- (BOOL)isEqual:(id)object {
    if (self == object) return YES;
    if (![object isMemberOfClass:self.class]) return NO;
    YYTransaction *other = object;
    return other.selector == _selector && other.target == _target;
}

在这里重载 isEqual方法,确保不会将具有相同target和selector的委托对象放入Set中

static NSMutableSet *transactionSet = nil;

static void YYRunLoopObserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info) {
    if (transactionSet.count == 0) return;
    NSSet *currentSet = transactionSet;
    transactionSet = [NSMutableSet new];
    [currentSet enumerateObjectsUsingBlock:^(YYTransaction *transaction, BOOL *stop) {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Warc-performSelector-leaks"

        [transaction.target performSelector:transaction.selector];
#pragma clang diagnostic pop
    }];
}

创建唯一的 主线程 RunLoop观察者,在RunLoop进入kCFRunLoopBeforeWaiting 或退出时将委托方法调用.

YYSentine

YYSentine的实现比较简单,主要是对 OSAtomicIncrement32() 函数的封装, 改函数为一个线程安全的计数器, 它会会保证在数自增后再对其访问, 在这个框架里他是用来作为绘制任务是否被取消的参照物的~

#import "YYSentinel.h"
#import <libkern/OSAtomic.h>

@implementation YYSentinel {
    int32_t _value;
}

- (int32_t)value {
    return _value;
}

- (int32_t)increase {
    return OSAtomicIncrement32(&_value);
}
@end

YYAsyncLayer

队列准备

#ifdef YYDispatchQueuePool_h
    return YYDispatchQueueGetForQOS(NSQualityOfServiceUserInitiated);
#else
#define MAX_QUEUE_COUNT 16
    static int queueCount;
    static dispatch_queue_t queues[MAX_QUEUE_COUNT];
    static dispatch_once_t onceToken;
    static int32_t counter = 0;
    dispatch_once(&onceToken, ^{

        //queueCount = 运行该进程的系统的处于激活状态的处理器数量,
        queueCount = (int)[NSProcessInfo processInfo].activeProcessorCount;
        //确保 0<queueCount<16
        queueCount = queueCount < 1 ? 1 : queueCount > MAX_QUEUE_COUNT ? MAX_QUEUE_COUNT : queueCount;

        //创建指定数量的 串行队列 存放在队列数组中
        if ([UIDevice currentDevice].systemVersion.floatValue >= 8.0) {
            for (NSUInteger i = 0; i < queueCount; i++) {
                dispatch_queue_attr_t attr = dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, QOS_CLASS_USER_INITIATED, 0);
                queues[i] = dispatch_queue_create("com.ibireme.yykit.render", attr);
            }
        } else {
            for (NSUInteger i = 0; i < queueCount; i++) {
                queues[i] = dispatch_queue_create("com.ibireme.yykit.render", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
                dispatch_set_target_queue(queues[i], dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0));
            }
        }
    });

    // 此为线程安全的自增计数,每调用一次,+1
    int32_t cur = OSAtomicIncrement32(&counter);

    NSLog(@"cur:%d counter:%d",cur,counter);

    //返回合适的队列
    if (cur < 0) cur = -cur;
    return queues[(cur) % queueCount];
#undef MAX_QUEUE_COUNT
#endif
}

准备若干的串行队列~,将绘制任务分给不同的串行队列, 这里之所以队列数和处理器数匹配. 不创建过多无效队列.

// 释放队列
static dispatch_queue_t YYAsyncLayerGetReleaseQueue() {
#ifdef YYDispatchQueuePool_h
    return YYDispatchQueueGetForQOS(NSQualityOfServiceDefault);
#else
    return dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
#endif
}

低优先级的全局队列作为对象的释放队列,

代理方法

YYAsyncLayer的代理方法需要返回一个 DisplayTask对象, 任务对象中包括3个block.分别为willDisplay , display , didDisplay.在绘制的不同阶段执行

初始化

- (instancetype)init {
    self = [super init];
    static CGFloat scale; //global
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        scale = [UIScreen mainScreen].scale;
    });
    self.contentsScale = scale;
    //默认异步,每个图层都配置一个计数器
    _sentinel = [YYSentinel new];
    _displaysAsynchronously = YES;
    return self;
}

//dealloc时 取消绘制
- (void)dealloc {
    [_sentinel increase];
}

//在再次绘制时,取消上次绘制任务
- (void)setNeedsDisplay {
    [self _cancelAsyncDisplay];
    [super setNeedsDisplay];
}
- (void)display {
    //这个我看不懂~为啥要再赋值一遍
    super.contents = super.contents;
    [self _displayAsync:_displaysAsynchronously];
}

绘制方法

没有绘制任务

    if (!task.display) {
        if (task.willDisplay) task.willDisplay(self);
        self.contents = nil;
        if (task.didDisplay) task.didDisplay(self, YES);
        ///执行完其他非空block后 返回
        return;
    }

异步绘制

      if (task.willDisplay) task.willDisplay(self);
        YYSentinel *sentinel = _sentinel;

        int32_t value = sentinel.value;

        //判断是否要取消的block, 在图层的dealloc方法,取消绘制方法中 和 同步绘制方法中 进行线程安全的自增操作. 在调用该block时 若block截取的变量value与对象中value中的值不一致时,则表明当前任务以被取消
        BOOL (^isCancelled)(void) = ^BOOL() {
            return value != sentinel.value;
        };

        CGSize size = self.bounds.size;
        BOOL opaque = self.opaque;
        CGFloat scale = self.contentsScale;

        // 当图层宽度 或 高度小于 1时 (此时没有绘制意义)
        if (size.width < 1 || size.height < 1) {
            CGImageRef image = (__bridge_retained CGImageRef)(self.contents);
            self.contents = nil;

            //当图层内容为图像时,讲释放操作留在 并行释放队列中进行
            if (image) {
                dispatch_async(YYAsyncLayerGetReleaseQueue(), ^{
                    CFRelease(image);
                });
            }
            if (task.didDisplay) task.didDisplay(self, YES);
            return;
        }

        ///为正常情况
        dispatch_async(YYAsyncLayerGetDisplayQueue(), ^{
            //若发生取消操作,则取消绘制
            if (isCancelled()) return;


            UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, opaque, scale);
            CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();


            task.display(context, size, isCancelled);

            //若取消 则释放资源,取消绘制
            if (isCancelled()) {
                UIGraphicsEndImageContext();
                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                    if (task.didDisplay) task.didDisplay(self, NO);
                });
                return;
            }

            //将上下文转换为图片
            UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
            UIGraphicsEndImageContext();

            //若取消 则释放资源,取消绘制
            if (isCancelled()) {
                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                    if (task.didDisplay) task.didDisplay(self, NO);
                });
                return;
            }

            ///主线程异步 进行最后的绘制操作
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                if (isCancelled()) {
                    if (task.didDisplay) task.didDisplay(self, NO);
                } else {
                    self.contents = (__bridge id)(image.CGImage);
                    if (task.didDisplay) task.didDisplay(self, YES);
                }
            });
        });

YYAsyncLayer 是通过创建异步创建图像Context在其绘制,最后再主线程异步添加图像从而实现的异步绘制.同时,在绘制过程中进行了多次进行取消判断,以免额外绘制.

同步绘制

同步绘制就是直接绘制就好了~

        [_sentinel increase];
        if (task.willDisplay) task.willDisplay(self);
        UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(self.bounds.size, self.opaque, self.contentsScale);
        CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
        task.display(context, self.bounds.size, ^{return NO;});
        UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        UIGraphicsEndImageContext();
        self.contents = (__bridge id)(image.CGImage);
        if (task.didDisplay) task.didDisplay(self, YES);

使用

替换当前View的Layer

+ (Class)layerClass {
    return YYAsyncLayer.class;
}

修改需要属性时进行重绘制

- (void)setText:(NSString *)text {
    _text = text.copy;
    [[YYTransaction transactionWithTarget:self selector:@selector(contentsNeedUpdated)] commit];
}

- (void)setFont:(UIFont *)font {
    _font = font;
    [[YYTransaction transactionWithTarget:self selector:@selector(contentsNeedUpdated)] commit];
}

- (void)layoutSubviews {
    [super layoutSubviews];
    [[YYTransaction transactionWithTarget:self selector:@selector(contentsNeedUpdated)] commit];
}

- (void)contentsNeedUpdated {
    [self.layer setNeedsDisplay];
}

实现代理方法完成绘制任务

- (YYAsyncLayerDisplayTask *)newAsyncDisplayTask {

    NSString *text = _text;
    UIFont *font = _font;

    YYAsyncLayerDisplayTask *task = [YYAsyncLayerDisplayTask new];
    task.willDisplay = ^(CALayer *layer) {

    };

    task.display = ^(CGContextRef context, CGSize size, BOOL(^isCancelled)(void)) {
        if (isCancelled()) return;
        //在这里由于绘制文字会颠倒
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            CGContextTranslateCTM(context, 0, self.bounds.size.height);
            CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0);
        }];
        NSAttributedString* str = [[NSAttributedString alloc] initWithString:text attributes:@{NSFontAttributeName:_font}];
        CGContextSetTextPosition(context, 0, font.pointSize);
        CTLineRef line = CTLineCreateWithAttributedString((__bridge CFAttributedStringRef)str);
        CTLineDraw(line, context);
    };

    task.didDisplay = ^(CALayer *layer, BOOL finished) {
        if (finished) {
            // finished
        } else {
            // cancelled
        }
    };

    return task;
}

效果

作为对照,添加UILabel进行对比试验,重写其 -(void)drawRect:方法打印输出比较.

screenshot.png

由此可知: 同步绘制任务(la2) 在viewDidAppear前完成绘制, 而AsyncLayer则在这之后再开始绘制任务,切绘制方法在异步执行.

原生API对比.

关于异步绘制,iOS6 为CALayer添加了新的API drawsAsynchronously 属性.当你设置 drawsAsynchronously = YES 后，-drawRect: 和 -drawInContext: 函数依然实在主线程调用的。但是所有的Core Graphics函数（包括UIKit的绘制API，最后其实还是Core Graphics的调用）不会做任何事情，而是所有的绘制命令会被在后台线程处理。

这种方式就是先记录绘制命令，然后在后台线程执行。为了实现这个过程，更多的事情不得不做，更多的内存开销。最后只是把一些工作从主线程移动出来。这个过程是需要权衡，测试的。

这个可能是代价最昂贵的的提高绘制性能的方法，也不会节省很多资源。

相比之下,AsyncLaye的性能会好一些, 但麻烦的是绘制实现要自己写~~~~~

错误提示

在我使用的版本(1.0)中异步绘制的bitmap的scale为1.0 因为

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YYAsyncLayer 学习

YYAsyncLayer 学习

简介

组件内容

YYTransaction

YYSentine

YYAsyncLayer

队列准备

代理方法

初始化

绘制方法

没有绘制任务

异步绘制

同步绘制

使用

替换当前View的Layer

修改需要属性时 进行重绘制

实现代理方法 完成绘制任务

效果

原生API对比.

错误提示

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实现代理方法完成绘制任务