离屏渲染知识小结

离屏渲染是之在非当前屏幕缓冲区进行渲染，如果重写了drawRect并使用了Core Graphics进行了绘制操作就涉及到了cpu渲染，渲染得到的bitmap由GPU用于显示。
CoreGraphics通常是线程安全的，所以可以进行异步绘制

通常，GPU 的渲染性能要比 CPU 高效很多，同时对系统的负载和消耗也更低一些。

CPU离屏渲染：core graphics是cpu渲染

GPU离屏渲染：需要开辟新的缓冲区渲染，绘制的时候需要上下文切换。

CALayer直接添加阴影会导致离屏渲染，但是添加阴影路径不会。离屏渲染直接结果有可能导致fps较低(fps越高越会得到流畅逼真的动画）。

GPU渲染机制：

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。

添加阴影：

方式一：直接添加（导致离屏渲染）


imgView.layer.shadowColor = [UIColor blackColor].CGColor;

imgView.layer.shadowOpacity = 0.8f;

imgView.layer.shadowRadius = 4.f;

imgView.layer.shadowOffset = CGSizeMake(4,4);

方式二：路径

//路径阴影

UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];

[path moveToPoint:CGPointMake(-5, -5)];

//添加直线

[path addLineToPoint:CGPointMake(paintingWidth /2, -15)];

[path addLineToPoint:CGPointMake(paintingWidth +5, -5)];

[path addLineToPoint:CGPointMake(paintingWidth +15, paintingHeight /2)];

[path addLineToPoint:CGPointMake(paintingWidth +5, paintingHeight +5)];

[path addLineToPoint:CGPointMake(paintingWidth /2, paintingHeight +15)];

[path addLineToPoint:CGPointMake(-5, paintingHeight +5)];

[path addLineToPoint:CGPointMake(-15, paintingHeight /2)];

[path addLineToPoint:CGPointMake(-5, -5)];

//设置阴影路径

imgView.layer.shadowPath = path.CGPath;

设置圆角：

方式一：（直接设置，导致离屏渲染）

aView.layer.cornerRadius=8;

aView.layer.masksToBounds=YES;

方式二：（设置路径，不会导致离屏渲染）

//设置所需的圆角位置以及大小UIBezierPath *maskPath = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:aView.bounds byRoundingCorners:UIRectCornerBottomLeft | UIRectCornerBottomRight cornerRadii:CGSizeMake(10,10)];

CAShapeLayer*maskLayer =[[CAShapeLayer alloc] init];

maskLayer.frame=aView.bounds;

maskLayer.path=maskPath.CGPath;

aView.layer.mask= maskLayer;

概念：

光栅化概念：将图转为为一个个栅格组成的图像

光栅化特点：每个元素对应帧缓冲区中的一像素

当属性是YES的时候，会生成位图并且和其他内容合成，当为False的时候是直接生成。

shouldRasterize = YES

光栅化会导致离屏渲染，但是同时也会将渲染的图片缓存，提高性能。因为缓存，光栅化对层级复杂的视图或者有复杂特效效果的图层性能提升明显。

如果图层内容经常变化，缓存就会无效，这个时候离屏渲染会降低性能。

相当于光栅化是把GPU的操作转到CPU上了，生成位图缓存，直接读取复用。

$\color{red}{善用离屏渲染：:}$

尽管离屏渲染开销很大，但是当我们无法避免它的时候，可以想办法把性能影响降到最低。优化思路也很简单：既然已经花了不少精力把图片裁出了圆角，如果我能把结果缓存下来，那么下一帧渲染就可以复用这个成果，不需要再重新画一遍了。

CALayer为这个方案提供了对应的解法：shouldRasterize。一旦被设置为true，Render Server就会强制把layer的渲染结果（包括其子layer，以及圆角、阴影、group opacity等等）保存在一块内存中，这样一来在下一帧仍然可以被复用，而不会再次触发离屏渲染。有几个需要注意的点：

shouldRasterize的主旨在于降低性能损失，但总是至少会触发一次离屏渲染。如果你的layer本来并不复杂，也没有圆角阴影等等，打开这个开关反而会增加一次不必要的离屏渲染
离屏渲染缓存有空间上限，最多不超过屏幕总像素的2.5倍大小
一旦缓存超过100ms没有被使用，会自动被丢弃
layer的内容（包括子layer）必须是静态的，因为一旦发生变化（如resize，动画），之前辛苦处理得到的缓存就失效了。如果这件事频繁发生，我们就又回到了“每一帧都需要离屏渲染”的情景，而这正是开发者需要极力避免的。针对这种情况，Xcode提供了“Color Hits Green and Misses Red”的选项，帮助我们查看缓存的使用是否符合预期
其实除了解决多次离屏渲染的开销，shouldRasterize在另一个场景中也可以使用：如果layer的子结构非常复杂，渲染一次所需时间较长，同样可以打开这个开关，把layer绘制到一块缓存，然后在接下来复用这个结果，这样就不需要每次都重新绘制整个layer树了。

$\color{red}{这里有几个需要注意的点：:}$

渲染不是CPU的强项，调用CoreGraphics会消耗其相当一部分计算时间，并且我们也不愿意因此阻塞用户操作，因此一般来说CPU渲染都在后台线程完成（这也是AsyncDisplayKit的主要思想），然后再回到主线程上，把渲染结果传回CoreAnimation。这样一来，多线程间数据同步会增加一定的复杂度
同样因为CPU渲染速度不够快，因此只适合渲染静态的元素，如文字、图片（想象一下没有硬件加速的视频解码，性能惨不忍睹）
作为渲染结果的bitmap数据量较大（形式上一般为解码后的UIImage），消耗内存较多，所以应该在使用完及时释放，并在需要的时候重新生成，否则很容易导致OOM
如果你选择使用CPU来做渲染，那么就没有理由再触发GPU的离屏渲染了，否则会同时存在两块内容相同的内存，而且CPU和GPU都会比较辛苦
一定要使用Instruments的不同工具来测试性能，而不是仅凭猜测来做决定