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UIView 绘制显示原理剖析：从流程解析到性能优化
IOS
2023-11-13 15:06:50
在 iOS 开发中，UIView 是构建用户界面的基石。理解 UIView 的绘制显示原理对于优化应用程序性能至关重要。本文将深入探究 UIView 的绘制流程，揭示其底层机制，并提供有价值的性能优化策略。
UIView 绘制原理流程
UIView 的绘制是一个多阶段的过程，涉及多个系统组件的协同工作。主要流程如下：
- 布局更新： 当 UIView 的布局或内容发生变化时，系统会调用
layoutSubviews方法。在此方法中，UIView 计算其子视图的布局并更新其自身布局。 - 显示脏标记： 布局更新后，UIView 会标记自身为“脏”，指示需要重新绘制。
- 绘制请求： 系统通过调用
drawRect:方法向 UIView 请求绘制。 - 内容绘制： 在
drawRect:方法中，UIView 使用 Core Graphics 或 OpenGL ES 来绘制其内容。 - 图像渲染： 绘制完成后，系统将 UIView 的图像渲染到屏幕上。
异步绘制流程
为了提高效率，iOS 引入了异步绘制流程，称为 "CALayer"。CALayer 是 UIView 的一个轻量级表示，它负责图像渲染。以下是异步绘制流程：
- UIView 的
drawRect:方法生成一个CALayer树。 - 系统将
CALayer树发送到渲染服务器（GPU）。 - GPU 异步渲染
CALayer树，并生成一个帧缓冲区。 - 渲染完成时，GPU 将帧缓冲区发送回主线程。
- 系统将帧缓冲区呈现到屏幕上。
UIView 和 CALayer 的关系
UIView 和 CALayer 共同负责 iOS 中的绘制。UIView 负责布局和事件处理，而 CALayer 负责图像渲染。两者的关系如下：
- 每个 UIView 都关联着一个 CALayer。
- UIView 的
layer属性返回其关联的 CALayer。 - CALayer 可以脱离 UIView 存在，但 UIView 不能脱离 CALayer。
图像渲染显示原理和流程
在 iOS 中，图像渲染通过 Core Graphics 或 OpenGL ES 实现。以下是图像渲染流程：
- 图像生成： Core Graphics 或 OpenGL ES 创建一个帧缓冲区，并填充它生成的图像。
- 栅格化： 帧缓冲区中的图像被转换成一系列像素，称为栅格。
- 呈现： 栅格被发送到屏幕，并显示在特定位置。
性能优化
优化 UIView 绘制性能至关重要，因为它直接影响应用程序的流畅性和响应能力。以下是几个关键优化策略：
- 避免过度绘制： 确保 UIView 仅绘制必要的区域。
- 使用缓存： 缓存经常绘制的内容，例如图像或文本。
- 优化 Core Graphics 绘制： 使用 Core Graphics 的优化功能，例如 Core Animation 图层。
- 使用 CALayer 动画： 利用 CALayer 动画进行流畅的过渡和动画，而不会阻塞主线程。
- 注意内存使用： 避免创建不必要的图像或对象，因为它们会占用内存。
