iOS界面优化

概述

我们在项目中常说的界面优化，实际上就是减少UI的卡顿，让用户操作界面的时候感觉更顺畅。那么如和减少UI卡顿呢，下面就来看一看

卡顿的原因

下面先用一张图来了解视图的显示时如何操作的

• BUS:是总线用来传输数据
• CPU:负责需要渲染的数据进行计算
• GPU:负责渲染，把需要渲染的数据输出到framebuffer(帧缓冲区)
• framebuffer再输出到Video Controller控制，最终于Monitor显示

掉帧

• 上面是早期的一种方式，由于cpu计算比较耗时，在某段时间屏幕上就会显示空白，为了解决这个问题，引入了双缓冲机制，一个前帧和一个后帧，不断的从两个缓冲区交替读取数据，避免了显示空白的问题。

时间上卡顿的最主要原因就是因为掉帧，下面用一张图来展示掉帧的原理

• 垂直同步信号的时间间隔是16.67ms，一般来说人看到的流畅效果如果是1秒钟能够有60帧，那没就会看起来比较流畅了。那么显示一帧刚好需要1/60 = 16.67ms
• 在两个VSync垂直信号之间需要完成一帧的渲染，如果在这段时间cpu没有准备好一帧，屏幕就无法显示，就会出现掉帧

卡顿的检测

下面主要介绍几个比较常用的检测卡顿的三方库，并讲解一下其中的原理

FPS检测卡顿

这个主要是利用了系统的CADisplayLink，YYkit里面也提供了这个功能。

• CADisplayLink实际上是一个定时器绑定到了垂直同步信号上

在触发方法tick中，会记录上一次的时间，并判断两次时间间隔是否大于等于1秒，如果大于等于1秒，计算这段时间内，该方法被执行的次数fps。所以如果fps接近60，说明流程度很好。

Runloop检测卡顿

Runloop 检测卡顿的demo

• 首先新建一个QHMonitor的类，
• 添加runloop观察者

• 开始监测

1. 如果runloop在休眠，没有信号，dispatch_semaphore_wait等待1s后st返回1，timeout = 0
2. runloop开始处理事物，接收到observer，发送信号，dispatch_semaphore_wait 立即处理返回，st为0. 如果事物处理时间比较长，dispatch_semaphore_wait 返回1 ，st ！= 0，runloop状态也没有发生变化，这样++timeoutCount，单连续2次超时，说明出现了卡顿
3. timecount = 0 ，继续监测下次卡顿。

界面优化实操

上面主要讲解了卡顿的原因，以及如何检测卡顿。但是如何解决这些问题呢？

预先排版

比如一个比较复杂的cell，里面有很多空间，需要布局。我们可以拿到数据之后，异步处理布局

• 新建一个layout类，里面存储布局信息

• 多线程计算处理布局信息，这样就可以避免在滑动cell的时候计算布局信息

对于一些复杂的界面，或者样式有多种形态，不太建议用xib。

预解码和预渲染

- 解码一般用在视频和图片比较多

• 图片的加载流程一般是cpu拿到定点数据和纹理进行解码产生位图，然后传递给gpu进行渲染
• 如果图片比较大的情况下进行解码操作，就会占用主线程，造成UI卡顿
• 为了解决这一问题,我们需要将解码的操作放到子线程中去处理

在我们平常的开发中使用的UIImage，并不是真正的图片数据，而是一个模型

UIImage的二进制流存储在DataBuffer中，经过decode解码，加载到imageBuffer中，最终进入FrameBuffer才能被渲染

为什么图片需要预解码?

• 我们平常会这样在子线程处理图片，但实际上解码的操作还是在主线程。self.imageView.image 赋值的时候会进行解码。

-所以如果想要优化这一块，需要重写预解码这一块。第三方框剪sdwebimage，就做了处理。

在SDWebImageDownloaderOperation.m文件中，将解码操作加入异步队列

将二进制流数据转为CGImageSourceRef

生成UIimage图片 所以SDWebImage的操作：网络获取图片二进制数据->子线程预解码->回调主线程显示

异步渲染

UIView 和CALayer之间的区别?

• UIView基于UIKit框架，CALayer基于CoreAnimation框架
• UIView负责界面布局和子视图的管理，CALayer只负责显示，而且显示的是位图
• UIView可以处理用户触摸事件,CALayer不能处理用户触摸事件
• CALayer继承于NSObject，而UIView继承于UIResponder，所以UIVIew相比CALayer多了事件处理功能
• 从底层来说，UIView属于UIKit的组件，而UIKit的组件到最后都会被分解成layer，存储到图层树中
• UIView，不需要交互时，使用两者都可以

UIView更加偏向于与用户交互行为，Layer是来用渲染的,iOS层级渲染图如下：

什么是异步渲染?

异步绘制，就是可以在子线程把需要绘制的图形，提前在子线程处理好。将准备好的图像数据直接返给主线程使用，这样可以降低主线程的压力

异步绘制流程图：

• UIView触发layoutSubviews，或者主动调用layer的setNeedsDisplay
• layer调用display方法
• 判断是否需要异步，需要异步将绘制任务添加到队列中
• 绘制完成切回主线程，设置layer的contents

异步渲染框架:Graver、YYKit

其他优化方案

• 减少使用addView 给cell动态添加view
• 减少图层的图级
• 按需加载：根据需要去加载相关的数据，比如tableview在快速滑动过程中，有些cell是不需要展示，等tableview停止滚动后，加载需要的数据