iOS渲染概述

App图形图像的渲染流程

我们在使用UIVIew，Image等组件的时间，是怎么一步步渲染到屏幕上的呢？动画又是怎么实现的？
这里我们先相识几个概念：
1.CPU：CPU重要负责的是逻辑运算，如图像的布局，文本的盘算和排版，图片格式的转换息争码，图像的绘制等。
2.GPU：GPU重要负责图片渲染的运算，它可以把CPU盘算好的表现内容举行纹理渲染，然后把渲染后的内容放入Frame Buffer(帧缓存区）。
注意：GPU相比通用盘算的CPU来讲，其有两个上风：

• 处理处罚图片盘算的本事要强的多，由于硬件支持T&L（Transform and Lighting，多边形转换与光源处理处罚）
  
• 并发本事比CPU也要大 详细对比如下：
  

3.帧缓存区（双缓冲机制）：GPU渲染后的内容会被放到当前屏幕的帧缓存区，不须要额外开发空间，我们知道 iPhone 的屏幕革新率是 60Hz，也就是革新一帧的时间是 16.67 ms， 每隔这段时间视频控制器就会去读一次缓存区的内容来表现。 假如GPU性能出现题目，无法在这段时间将更新渲染结果到帧缓存区，那么下一个时间段照旧会出现上一帧的画面，这就是掉帧。
4.视频控制器：视频控制器会读取帧缓冲区中的内容，GPU在开始时会绘制后缓存区中的内容，然后视频控制器读取完内容后，就会去读取后缓存区的内容，然后GPU再绘制前缓存区的内容。也就是说对前后缓存区的读取是瓜代举行。
其根本渲染流程如下：

GPU中的数据从那里来？

对于iOS的UIKit，答案就是OpenGL和Metal
OpenGL是苹果最初的接纳的渲染框架，其具有跨平台、性能好，包巨细可控等长处，但是随着图形技能的发展，其他也袒暴露很多题目：

• 当代 GPU 的渲染管线已经发生变革。
  
• 不支持多线程操纵。
  
• 不支持异步处理处罚。
  

因此苹果重新操持了Metal框架，其上风如下：

• 更高效的 GPU 交互，更低的 CPU 负荷。
  
• 支持多线程操纵，以及线程间资源共享本事。
  
• 支持资源和同步的控制。
  

在UIKit中，OpenGL的数据重要从以下三个库得到：

• Core Graphics ： 基于Quartz的画图引擎，用于运行时绘制图像
  
• Core Image ： 处理处罚图像
  
• Core Animation ： 核心动画和图层渲染本事
  

那么我们可以知道iOS平台的渲染框架如下：

这时间你大概会有疑问：我们实际开发中似乎并没有直接调用Core Graphics, Core Animation这些框架，而是使用UIIMageView，UIView这些类，那么UIKit框架又是怎么调用Core框架来渲染的呢？
UIKit实现

在先容UIKit是怎么一步步渲染之前，得先相识UIView和CALayer的区别
UIVIew和CALayer

UIVIew和CALayer体现出了职责分离的头脑，此中，UIView负责触摸事故的处理处罚（继续自UIResponder），CALayer负责渲染层（继续自NSObject）。之以是如许操持，是由于Mac体系使用的是AppKit，但是无论是UIKit照旧AppKit，底层渲染都是使用CoreAnimation。
在创建UIVIew时，体系会创建一个layer绑定在View的属性上，当我们修改View的圆角、边框等属性时，着实是UIVIew封装了Layer的修改方法，终极的渲染照旧在Layer上，而触摸相应的实现，照旧有UIVIew来完成。
CoreAnimation流水线

终极的绘制都是通过CALayer来完成，那么Core Animation是怎样一步步将CALayer绘制出来呢？

• 当App须要变更UI的时间，即视图树(也就是UIVIew）发生变革，这时间对应的图层树（也就是Layer）也会跟随变革，CoreAnimation会提交事件来渲染终极的结果
  
• 这时间RenderServer会把数据反序列化为渲染树的内容，然后提交给GPU来渲染
  
• GPU收到数据，举行它最善于的图形数据盘算，然后把数据给屏幕
  
• 终极，屏幕完成了RGBA在每个像素点上的变更
  

这里只是一帧的工作，而体系是通过流水线的方式，使得每一帧都能有最新的内容出现，如图：

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