代碼應(yīng)該運(yùn)行的盡量快，而不是更快 - 理查德
在第一和第二部分，我們了解了Core Animation提供的關(guān)于繪制和動(dòng)畫的一些特性。Core Animation功能和性能都非常強(qiáng)大，但如果你對背后的原理不清楚的話也會(huì)降低效率。讓它達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)是一門藝術(shù)。在這章中，我們將探究一些動(dòng)畫運(yùn)行慢的原因，以及如何去修復(fù)這些問題。
關(guān)于繪圖和動(dòng)畫有兩種處理的方式：CPU（中央處理器）和GPU（圖形處理器）。在現(xiàn)代iOS設(shè)備中，都有可以運(yùn)行不同軟件的可編程芯片，但是由于歷史原因，我們可以說CPU所做的工作都在軟件層面，而GPU在硬件層面。
總的來說，我們可以用軟件（使用CPU）做任何事情，但是對于圖像處理，通常用硬件會(huì)更快，因?yàn)镚PU使用圖像對高度并行浮點(diǎn)運(yùn)算做了優(yōu)化。由于某些原因，我們想盡可能把屏幕渲染的工作交給硬件去處理。問題在于GPU并沒有無限制處理性能，而且一旦資源用完的話，性能就會(huì)開始下降了（即使CPU并沒有完全占用）
大多數(shù)動(dòng)畫性能優(yōu)化都是關(guān)于智能利用GPU和CPU，使得它們都不會(huì)超出負(fù)荷。于是我們首先需要知道Core Animation是如何在這兩個(gè)處理器之間分配工作的。
Core Animation處在iOS的核心地位：應(yīng)用內(nèi)和應(yīng)用間都會(huì)用到它。一個(gè)簡單的動(dòng)畫可能同步顯示多個(gè)app的內(nèi)容，例如當(dāng)在iPad上多個(gè)程序之間使用手勢切換，會(huì)使得多個(gè)程序同時(shí)顯示在屏幕上。在一個(gè)特定的應(yīng)用中用代碼實(shí)現(xiàn)它是沒有意義的，因?yàn)樵趇OS中不可能實(shí)現(xiàn)這種效果（App都是被沙箱管理，不能訪問別的視圖）。
動(dòng)畫和屏幕上組合的圖層實(shí)際上被一個(gè)單獨(dú)的進(jìn)程管理，而不是你的應(yīng)用程序。這個(gè)進(jìn)程就是所謂的渲染服務(wù)。在iOS5和之前的版本是SpringBoard進(jìn)程（同時(shí)管理著iOS的主屏）。在iOS6之后的版本中叫做BackBoard。
當(dāng)運(yùn)行一段動(dòng)畫時(shí)候，這個(gè)過程會(huì)被四個(gè)分離的階段被打破：
布局 - 這是準(zhǔn)備你的視圖/圖層的層級關(guān)系，以及設(shè)置圖層屬性（位置，背景色，邊框等等）的階段。
顯示 - 這是圖層的寄宿圖片被繪制的階段。繪制有可能涉及你的-drawRect:和-drawLayer:inContext:方法的調(diào)用路徑。
準(zhǔn)備 - 這是Core Animation準(zhǔn)備發(fā)送動(dòng)畫數(shù)據(jù)到渲染服務(wù)的階段。這同時(shí)也是Core Animation將要執(zhí)行一些別的事務(wù)例如解碼動(dòng)畫過程中將要顯示的圖片的時(shí)間點(diǎn)。
但是這些僅僅階段僅僅發(fā)生在你的應(yīng)用程序之內(nèi)，在動(dòng)畫在屏幕上顯示之前仍然有更多的工作。一旦打包的圖層和動(dòng)畫到達(dá)渲染服務(wù)進(jìn)程，他們會(huì)被反序列化來形成另一個(gè)叫做渲染樹的圖層樹（在第一章“圖層樹”中提到過）。使用這個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)，渲染服務(wù)對動(dòng)畫的每一幀做出如下工作：
對所有的圖層屬性計(jì)算中間值，設(shè)置OpenGL幾何形狀（紋理化的三角形）來執(zhí)行渲染
所以一共有六個(gè)階段；最后兩個(gè)階段在動(dòng)畫過程中不停地重復(fù)。前五個(gè)階段都在軟件層面處理（通過CPU），只有最后一個(gè)被GPU執(zhí)行。而且，你真正只能控制前兩個(gè)階段：布局和顯示。Core Animation框架在內(nèi)部處理剩下的事務(wù)，你也控制不了它。
這并不是個(gè)問題，因?yàn)樵诓季趾惋@示階段，你可以決定哪些由CPU執(zhí)行，哪些交給GPU去做。那么改如何判斷呢？
GPU為一個(gè)具體的任務(wù)做了優(yōu)化：它用來采集圖片和形狀（三角形），運(yùn)行變換，應(yīng)用紋理和混合然后把它們輸送到屏幕上。現(xiàn)代iOS設(shè)備上可編程的GPU在這些操作的執(zhí)行上又很大的靈活性，但是Core Animation并沒有暴露出直接的接口。除非你想繞開Core Animation并編寫你自己的OpenGL著色器，從根本上解決硬件加速的問題，那么剩下的所有都還是需要在CPU的軟件層面上完成。
寬泛的說，大多數(shù)CALayer的屬性都是用GPU來繪制。比如如果你設(shè)置圖層背景或者邊框的顏色，那么這些可以通過著色的三角板實(shí)時(shí)繪制出來。如果對一個(gè)contents屬性設(shè)置一張圖片，然后裁剪它 - 它就會(huì)被紋理的三角形繪制出來，而不需要軟件層面做任何繪制。
但是有一些事情會(huì)降低（基于GPU）圖層繪制，比如：
太多的幾何結(jié)構(gòu) - 這發(fā)生在需要太多的三角板來做變換，以應(yīng)對處理器的柵格化的時(shí)候?，F(xiàn)代iOS設(shè)備的圖形芯片可以處理幾百萬個(gè)三角板，所以在Core Animation中幾何結(jié)構(gòu)并不是GPU的瓶頸所在。但由于圖層在顯示之前通過IPC發(fā)送到渲染服務(wù)器的時(shí)候（圖層實(shí)際上是由很多小物體組成的特別重量級的對象），太多的圖層就會(huì)引起CPU的瓶頸。這就限制了一次展示的圖層個(gè)數(shù)（見本章后續(xù)“CPU相關(guān)操作”）。
重繪 - 主要由重疊的半透明圖層引起。GPU的填充比率（用顏色填充像素的比率）是有限的，所以需要避免重繪（每一幀用相同的像素填充多次）的發(fā)生。在現(xiàn)代iOS設(shè)備上，GPU都會(huì)應(yīng)對重繪；即使是iPhone 3GS都可以處理高達(dá)2.5的重繪比率，并任然保持60幀率的渲染（這意味著你可以繪制一個(gè)半的整屏的冗余信息，而不影響性能），并且新設(shè)備可以處理更多。
離屏繪制 - 這發(fā)生在當(dāng)不能直接在屏幕上繪制，并且必須繪制到離屏圖片的上下文中的時(shí)候。離屏繪制發(fā)生在基于CPU或者是GPU的渲染，或者是為離屏圖片分配額外內(nèi)存，以及切換繪制上下文，這些都會(huì)降低GPU性能。對于特定圖層效果的使用，比如圓角，圖層遮罩，陰影或者是圖層光柵化都會(huì)強(qiáng)制Core Animation提前渲染圖層的離屏繪制。但這不意味著你需要避免使用這些效果，只是要明白這會(huì)帶來性能的負(fù)面影響。
大多數(shù)工作在Core Animation的CPU都發(fā)生在動(dòng)畫開始之前。這意味著它不會(huì)影響到幀率，所以很好，但是他會(huì)延遲動(dòng)畫開始的時(shí)間，讓你的界面看起來會(huì)比較遲鈍。
以下CPU的操作都會(huì)延遲動(dòng)畫的開始時(shí)間：
布局計(jì)算 - 如果你的視圖層級過于復(fù)雜，當(dāng)視圖呈現(xiàn)或者修改的時(shí)候，計(jì)算圖層幀率就會(huì)消耗一部分時(shí)間。特別是使用iOS6的自動(dòng)布局機(jī)制尤為明顯，它應(yīng)該是比老版的自動(dòng)調(diào)整邏輯加強(qiáng)了CPU的工作。
視圖懶加載 - iOS只會(huì)當(dāng)視圖控制器的視圖顯示到屏幕上時(shí)才會(huì)加載它。這對內(nèi)存使用和程序啟動(dòng)時(shí)間很有好處，但是當(dāng)呈現(xiàn)到屏幕上之前，按下按鈕導(dǎo)致的許多工作都會(huì)不能被及時(shí)響應(yīng)。比如控制器從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，或者視圖從一個(gè)nib文件中加載，或者涉及IO的圖片顯示（見后續(xù)“IO相關(guān)操作”），都會(huì)比CPU正常操作慢得多。
Core Graphics繪制 - 如果對視圖實(shí)現(xiàn)了-drawRect:方法，或者CALayerDelegate的-drawLayer:inContext:方法，那么在繪制任何東西之前都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)巨大的性能開銷。為了支持對圖層內(nèi)容的任意繪制，Core Animation必須創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)存中等大小的寄宿圖片。然后一旦繪制結(jié)束之后，必須把圖片數(shù)據(jù)通過IPC傳到渲染服務(wù)器。在此基礎(chǔ)上，Core Graphics繪制就會(huì)變得十分緩慢，所以在一個(gè)對性能十分挑剔的場景下這樣做十分不好。
UIImageView）或者把它繪制到Core Graphics中，都需要對它解壓，這樣的話，對于一個(gè)較大的圖片，都會(huì)占用一定的時(shí)間。當(dāng)圖層被成功打包，發(fā)送到渲染服務(wù)器之后，CPU仍然要做如下工作：為了顯示屏幕上的圖層，Core Animation必須對渲染樹種的每個(gè)可見圖層通過OpenGL循環(huán)轉(zhuǎn)換成紋理三角板。由于GPU并不知曉Core Animation圖層的任何結(jié)構(gòu)，所以必須要由CPU做這些事情。這里CPU涉及的工作和圖層個(gè)數(shù)成正比，所以如果在你的層級關(guān)系中有太多的圖層，就會(huì)導(dǎo)致CPU沒一幀的渲染，即使這些事情不是你的應(yīng)用程序可控的。
還有一項(xiàng)沒涉及的就是IO相關(guān)工作。上下文中的IO（輸入/輸出）指的是例如閃存或者網(wǎng)絡(luò)接口的硬件訪問。一些動(dòng)畫可能需要從山村（甚至是遠(yuǎn)程URL）來加載。一個(gè)典型的例子就是兩個(gè)視圖控制器之間的過渡效果，這就需要從一個(gè)nib文件或者是它的內(nèi)容中懶加載，或者一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圖片，可能在內(nèi)存中尺寸太大，需要?jiǎng)討B(tài)滾動(dòng)來加載。
IO比內(nèi)存訪問更慢，所以如果動(dòng)畫涉及到IO，就是一個(gè)大問題?？偟膩碚f，這就需要使用聰敏但尷尬的技術(shù)，也就是多線程，緩存和投機(jī)加載（提前加載當(dāng)前不需要的資源，但是之后可能需要用到）。這些技術(shù)將會(huì)在第14章中討論。
于是現(xiàn)在你知道有哪些點(diǎn)可能會(huì)影響動(dòng)畫性能，那該如何修復(fù)呢？好吧，其實(shí)不需要。有很多種詭計(jì)來優(yōu)化動(dòng)畫，但如果盲目使用的話，可能會(huì)造成更多性能上的問題，而不是修復(fù)。
如何正確的測量而不是猜測這點(diǎn)很重要。根據(jù)性能相關(guān)的知識寫出代碼不同于倉促的優(yōu)化。前者很好，后者實(shí)際上就是在浪費(fèi)時(shí)間。
那該如何測量呢？第一步就是確保在真實(shí)環(huán)境下測試你的程序。
當(dāng)你開始做一些性能方面的工作時(shí)，一定要在真機(jī)上測試，而不是模擬器。模擬器雖然是加快開發(fā)效率的一把利器，但它不能提供準(zhǔn)確的真機(jī)性能參數(shù)。
模擬器運(yùn)行在你的Mac上，然而Mac上的CPU往往比iOS設(shè)備要快。相反，Mac上的GPU和iOS設(shè)備的完全不一樣，模擬器不得已要在軟件層面（CPU）模擬設(shè)備的GPU，這意味著GPU相關(guān)的操作在模擬器上運(yùn)行的更慢，尤其是使用CAEAGLLayer來寫一些OpenGL的代碼時(shí)候。
這就是說在模擬器上的測試出的性能會(huì)高度失真。如果動(dòng)畫在模擬器上運(yùn)行流暢，可能在真機(jī)上十分糟糕。如果在模擬器上運(yùn)行的很卡，也可能在真機(jī)上很平滑。你無法確定。
另一件重要的事情就是性能測試一定要用發(fā)布配置，而不是調(diào)試模式。因?yàn)楫?dāng)用發(fā)布環(huán)境打包的時(shí)候，編譯器會(huì)引入一系列提高性能的優(yōu)化，例如去掉調(diào)試符號或者移除并重新組織代碼。你也可以自己做到這些，例如在發(fā)布環(huán)境禁用NSLog語句。你只關(guān)心發(fā)布性能，那才是你需要測試的點(diǎn)。
最后，最好在你支持的設(shè)備中性能最差的設(shè)備上測試：如果基于iOS6開發(fā)，這意味著最好在iPhone 3GS或者iPad2上測試。如果可能的話，測試不同的設(shè)備和iOS版本，因?yàn)樘O果在不同的iOS版本和設(shè)備中做了一些改變，這也可能影響到一些性能。例如iPad3明顯要在動(dòng)畫渲染上比iPad2慢很多，因?yàn)殇秩?倍多的像素點(diǎn)（為了支持視網(wǎng)膜顯示）。
為了做到動(dòng)畫的平滑，你需要以60FPS（幀每秒）的速度運(yùn)行，以同步屏幕刷新速率。通過基于NSTimer或者CADisplayLink的動(dòng)畫你可以降低到30FPS，而且效果還不錯(cuò)，但是沒辦法通過Core Animation做到這點(diǎn)。如果不保持60FPS的速率，就可能隨機(jī)丟幀，影響到體驗(yàn)。
你可以在使用的過程中明顯感到有沒有丟幀，但沒辦法通過肉眼來得到具體的數(shù)據(jù)，也沒法知道你的做法有沒有真的提高性能。你需要的是一系列精確的數(shù)據(jù)。
你可以在程序中用CADisplayLink來測量幀率（就像11章“基于定時(shí)器的動(dòng)畫”中那樣），然后在屏幕上顯示出來，但應(yīng)用內(nèi)的FPS顯示并不能夠完全真實(shí)測量出Core Animation性能，因?yàn)樗鼉H僅測出應(yīng)用內(nèi)的幀率。我們知道很多動(dòng)畫都在應(yīng)用之外發(fā)生（在渲染服務(wù)器進(jìn)程中處理），但同時(shí)應(yīng)用內(nèi)FPS計(jì)數(shù)的確可以對某些性能問題提供參考，一旦找出一個(gè)問題的地方，你就需要得到更多精確詳細(xì)的數(shù)據(jù)來定位到問題所在。蘋果提供了一個(gè)強(qiáng)大的Instruments工具集來幫我們做到這些。
Instruments是Xcode套件中沒有被充分利用的一個(gè)工具。很多iOS開發(fā)者從沒用過Instruments，或者只是用Leaks工具檢測循環(huán)引用。實(shí)際上有很多Instruments工具，包括為動(dòng)畫性能調(diào)優(yōu)的東西。
你可以通過在菜單中選擇Profile選項(xiàng)來打開Instruments（在這之前，記住要把目標(biāo)設(shè)置成iOS設(shè)備，而不是模擬器）。然后將會(huì)顯示出圖12.1（如果沒有看到所有選項(xiàng)，你可能設(shè)置成了模擬器選項(xiàng)）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.1.jpeg" title="圖12.1" alt="圖12.1" width="700" />圖12.1 Instruments工具選項(xiàng)窗口
就像之前提到的那樣，你應(yīng)該始終將程序設(shè)置成發(fā)布選項(xiàng)。幸運(yùn)的是，配置文件默認(rèn)就是發(fā)布選項(xiàng)，所以你不需要在分析的時(shí)候調(diào)整編譯策略。
我們將討論如下幾個(gè)工具：
時(shí)間分析器 - 用來測量被方法/函數(shù)打斷的CPU使用情況。
Core Animation - 用來調(diào)試各種Core Animation性能問題。
Instruments的一個(gè)很棒的功能在于它可以創(chuàng)建我們自定義的工具集。除了你初始選擇的工具之外，如果在Instruments中打開Library窗口，你可以拖拽別的工具到左側(cè)邊欄。我們將創(chuàng)建以上我們提到的三個(gè)工具，然后就可以并行使用了（見圖12.2）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.2.jpeg" title="圖12.2" alt="圖12.2" width="700" />圖12.2 添加額外的工具到Instruments側(cè)邊欄
時(shí)間分析器工具用來檢測CPU的使用情況。它可以告訴我們程序中的哪個(gè)方法正在消耗大量的CPU時(shí)間。使用大量的CPU并不一定是個(gè)問題 - 你可能期望動(dòng)畫路徑對CPU非常依賴，因?yàn)閯?dòng)畫往往是iOS設(shè)備中最苛刻的任務(wù)。
但是如果你有性能問題，查看CPU時(shí)間對于判斷性能是不是和CPU相關(guān)，以及定位到函數(shù)都很有幫助（見圖12.3）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.3.jpeg" title="圖12.3" alt="圖12.3" width="700" />圖12.3 時(shí)間分析器工具
時(shí)間分析器有一些選項(xiàng)來幫助我們定位到我們關(guān)心的的方法?？梢允褂米髠?cè)的復(fù)選框來打開。其中最有用的是如下幾點(diǎn)：
通過線程分離 - 這可以通過執(zhí)行的線程進(jìn)行分組。如果代碼被多線程分離的話，那么就可以判斷到底是哪個(gè)線程造成了問題。
隱藏系統(tǒng)庫 - 可以隱藏所有蘋果的框架代碼，來幫助我們尋找哪一段代碼造成了性能瓶頸。由于我們不能優(yōu)化框架方法，所以這對定位到我們能實(shí)際修復(fù)的代碼很有用。
Core Animation工具用來監(jiān)測Core Animation性能。它給我們提供了周期性的FPS，并且考慮到了發(fā)生在程序之外的動(dòng)畫（見圖12.4）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.4.jpeg" title="圖12.4" alt="圖12.4" width="700" />圖12.4 使用可視化調(diào)試選項(xiàng)的Core Animation工具
Core Animation工具也提供了一系列復(fù)選框選項(xiàng)來幫助調(diào)試渲染瓶頸：
Color Blended Layers - 這個(gè)選項(xiàng)基于渲染程度對屏幕中的混合區(qū)域進(jìn)行綠到紅的高亮（也就是多個(gè)半透明圖層的疊加）。由于重繪的原因，混合對GPU性能會(huì)有影響，同時(shí)也是滑動(dòng)或者動(dòng)畫幀率下降的罪魁禍?zhǔn)字弧?/p>
ColorHitsGreenandMissesRed - 當(dāng)使用shouldRasterizep屬性的時(shí)候，耗時(shí)的圖層繪制會(huì)被緩存，然后當(dāng)做一個(gè)簡單的扁平圖片呈現(xiàn)。當(dāng)緩存再生的時(shí)候這個(gè)選項(xiàng)就用紅色對柵格化圖層進(jìn)行了高亮。如果緩存頻繁再生的話，就意味著柵格化可能會(huì)有負(fù)面的性能影響了（更多關(guān)于使用shouldRasterize的細(xì)節(jié)見第15章“圖層性能”）。
Color Copied Images - 有時(shí)候寄宿圖片的生成意味著Core Animation被強(qiáng)制生成一些圖片，然后發(fā)送到渲染服務(wù)器，而不是簡單的指向原始指針。這個(gè)選項(xiàng)把這些圖片渲染成藍(lán)色。復(fù)制圖片對內(nèi)存和CPU使用來說都是一項(xiàng)非常昂貴的操作，所以應(yīng)該盡可能的避免。
Color Immediately - 通常Core Animation Instruments以每毫秒10次的頻率更新圖層調(diào)試顏色。對某些效果來說，這顯然太慢了。這個(gè)選項(xiàng)就可以用來設(shè)置每幀都更新（可能會(huì)影響到渲染性能，而且會(huì)導(dǎo)致幀率測量不準(zhǔn)，所以不要一直都設(shè)置它）。
Color Misaligned Images - 這里會(huì)高亮那些被縮放或者拉伸以及沒有正確對齊到像素邊界的圖片（也就是非整型坐標(biāo)）。這些中的大多數(shù)通常都會(huì)導(dǎo)致圖片的不正常縮放，如果把一張大圖當(dāng)縮略圖顯示，或者不正確地模糊圖像，那么這個(gè)選項(xiàng)將會(huì)幫你識別出問題所在。
Color Offscreen-Rendered Yellow - 這里會(huì)把那些需要離屏渲染的圖層高亮成黃色。這些圖層很可能需要用shadowPath或者shouldRasterize來優(yōu)化。
Color OpenGL Fast Path Blue - 這個(gè)選項(xiàng)會(huì)對任何直接使用OpenGL繪制的圖層進(jìn)行高亮。如果僅僅使用UIKit或者Core Animation的API，那么不會(huì)有任何效果。如果使用GLKView或者CAEAGLLayer，那如果不顯示藍(lán)色塊的話就意味著你正在強(qiáng)制CPU渲染額外的紋理，而不是繪制到屏幕。
這些高亮圖層的選項(xiàng)同樣在iOS模擬器的調(diào)試菜單也可用（圖12.5）。我們之前說過用模擬器測試性能并不好，但如果你能通過這些高亮選項(xiàng)識別出性能問題出在什么地方的話，那么使用iOS模擬器來驗(yàn)證問題是否解決也是比真機(jī)測試更有效的。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.5.jpeg" title="圖12.5" alt="圖12.5" width="700" />圖12.5 iOS模擬器中Core Animation可視化調(diào)試選項(xiàng)
OpenGL ES驅(qū)動(dòng)工具可以幫你測量GPU的利用率，同樣也是一個(gè)很好的來判斷和GPU相關(guān)動(dòng)畫性能的指示器。它同樣也提供了類似Core Animation那樣顯示FPS的工具（圖12.6）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.6.jpeg" title="圖12.6" alt="圖12.6" width="700" />圖12.6 OpenGL ES驅(qū)動(dòng)工具
側(cè)欄的郵編是一系列有用的工具。其中和Core Animation性能最相關(guān)的是如下幾點(diǎn)：
Renderer Utilization - 如果這個(gè)值超過了~50%，就意味著你的動(dòng)畫可能對幀率有所限制，很可能因?yàn)殡x屏渲染或者是重繪導(dǎo)致的過度混合。
現(xiàn)在我們已經(jīng)對Instruments中動(dòng)畫性能工具非常熟悉了，那么可以用它在現(xiàn)實(shí)中解決一些實(shí)際問題。
我們創(chuàng)建一個(gè)簡單的顯示模擬聯(lián)系人姓名和頭像列表的應(yīng)用。注意即使把頭像圖片存在應(yīng)用本地，為了使應(yīng)用看起來更真實(shí)，我們分別實(shí)時(shí)加載圖片，而不是用–imageNamed:預(yù)加載。同樣添加一些圖層陰影來使得列表顯示得更真實(shí)。清單12.1展示了最初版本的實(shí)現(xiàn)。
清單12.1 使用假數(shù)據(jù)的一個(gè)簡單聯(lián)系人列表
#import "ViewController.h"
#import <QuartzCore/QuartzCore.h>
@interface ViewController () <UITableViewDataSource>
@property (nonatomic, strong) NSArray *items;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UITableView *tableView;
@end
@implementation ViewController
- (NSString *)randomName
{
NSArray *first = @[@"Alice", @"Bob", @"Bill", @"Charles", @"Dan", @"Dave", @"Ethan", @"Frank"];
NSArray *last = @[@"Appleseed", @"Bandicoot", @"Caravan", @"Dabble", @"Ernest", @"Fortune"];
NSUInteger index1 = (rand()/(double)INT_MAX) * [first count];
NSUInteger index2 = (rand()/(double)INT_MAX) * [last count];
return [NSString stringWithFormat:@"%@ %@", first[index1], last[index2]];
}
- (NSString *)randomAvatar
{
NSArray *images = @[@"Snowman", @"Igloo", @"Cone", @"Spaceship", @"Anchor", @"Key"];
NSUInteger index = (rand()/(double)INT_MAX) * [images count];
return images[index];
}
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
//set up data
NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
?//add name
[array addObject:@{@"name": [self randomName], @"image": [self randomAvatar]}];
}
self.items = array;
//register cell class
[self.tableView registerClass:[UITableViewCell class] forCellReuseIdentifier:@"Cell"];
}
- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section
{
return [self.items count];
}
- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
{
//dequeue cell
UITableViewCell *cell = [self.tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"Cell" forIndexPath:indexPath];
//load image
NSDictionary *item = self.items[indexPath.row];
NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:item[@"image"] ofType:@"png"];
//set image and text
cell.imageView.image = [UIImage imageWithContentsOfFile:filePath];
cell.textLabel.text = item[@"name"];
//set image shadow
cell.imageView.layer.shadowOffset = CGSizeMake(0, 5);
cell.imageView.layer.shadowOpacity = 0.75;
cell.clipsToBounds = YES;
//set text shadow
cell.textLabel.backgroundColor = [UIColor clearColor];
cell.textLabel.layer.shadowOffset = CGSizeMake(0, 2);
cell.textLabel.layer.shadowOpacity = 0.5;
return cell;
}
@end當(dāng)快速滑動(dòng)的時(shí)候就會(huì)非?？ǎㄒ妶D12.7的FPS計(jì)數(shù)器）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.7.jpeg" title="圖12.7" alt="圖12.7" width="700" />圖12.7 滑動(dòng)幀率降到15FPS
僅憑直覺，我們猜測性能瓶頸應(yīng)該在圖片加載。我們實(shí)時(shí)從閃存加載圖片，而且沒有緩存，所以很可能是這個(gè)原因。我們可以用一些很贊的代碼修復(fù)，然后使用GCD異步加載圖片，然后緩存。。。等一下，在開始編碼之前，測試一下假設(shè)是否成立。首先用我們的三個(gè)Instruments工具分析一下程序來定位問題。我們推測問題可能和圖片加載相關(guān)，所以用Time Profiler工具來試試（圖12.8）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.8.jpeg" title="圖12.8" alt="圖12.8" width="700" />圖12.8 用The timing profile分析聯(lián)系人列表
-tableView:cellForRowAtIndexPath:中的CPU時(shí)間總利用率只有~28%（也就是加載頭像圖片的地方），非常低。于是建議是CPU/IO并不是真正的限制因素。然后看看是不是GPU的問題：在OpenGL ES Driver工具中檢測GPU利用率（圖12.9）。
圖12.9 OpenGL ES Driver工具顯示的GPU利用率
渲染服務(wù)利用率的值達(dá)到51%和63%?？雌饋鞧PU需要做很多工作來渲染聯(lián)系人列表。
為什么GPU利用率這么高呢？我們來用Core Animation調(diào)試工具選項(xiàng)來檢查屏幕。首先打開Color Blended Layers（圖12.10）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.10.jpeg" title="圖12.10" alt="圖12.10" width="700" />圖12.10 使用Color Blended Layers選項(xiàng)調(diào)試程序
屏幕中所有紅色的部分都意味著字符標(biāo)簽視圖的高級別混合，這很正常，因?yàn)槲覀儼驯尘霸O(shè)置成了透明色來顯示陰影效果。這就解釋了為什么渲染利用率這么高了。
那么離屏繪制呢？打開Core Animation工具的Color Offscreen - Rendered Yellow選項(xiàng)（圖12.11）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.11.jpeg" title="圖12.11" alt="圖12.11" width="700" />圖12.11 Color Offscreen–Rendered Yellow選項(xiàng)
所有的表格單元內(nèi)容都在離屏繪制。這一定是因?yàn)槲覀兘o圖片和標(biāo)簽視圖添加的陰影效果。在代碼中禁用陰影，然后看下性能是否有提高（圖12.12）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.12.jpeg" title="圖12.12" alt="圖12.12" width="700" />圖12.12 禁用陰影之后運(yùn)行程序接近60FPS
問題解決了。干掉陰影之后，滑動(dòng)很流暢。但是我們的聯(lián)系人列表看起來沒有之前好了。那如何保持陰影效果而且不會(huì)影響性能呢？
好吧，每一行的字符和頭像在每一幀刷新的時(shí)候并不需要變，所以看起來UITableViewCell的圖層非常適合做緩存。我們可以使用shouldRasterize來緩存圖層內(nèi)容。這將會(huì)讓圖層離屏之后渲染一次然后把結(jié)果保存起來，直到下次利用的時(shí)候去更新（見清單12.2）。
清單12.2 使用shouldRasterize提高性能
- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
?{
//dequeue cell
UITableViewCell *cell = [self.tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"Cell"
forIndexPath:indexPath];
...
//set text shadow
cell.textLabel.backgroundColor = [UIColor clearColor];
cell.textLabel.layer.shadowOffset = CGSizeMake(0, 2);
cell.textLabel.layer.shadowOpacity = 0.5;
//rasterize
cell.layer.shouldRasterize = YES;
cell.layer.rasterizationScale = [UIScreen mainScreen].scale;
return cell;
}我們?nèi)匀浑x屏繪制圖層內(nèi)容，但是由于顯式地禁用了柵格化，Core Animation就對繪圖緩存了結(jié)果，于是對提高了性能。我們可以驗(yàn)證緩存是否有效，在Core Animation工具中點(diǎn)擊Color Hits Green and Misses Red選項(xiàng)（圖12.13）。
http://wiki.jikexueyuan.com/project/ios-core-animation/images/12.13.jpeg" title="圖12.13" alt="圖12.13" width="700" />圖12.13 Color Hits Green and Misses Red驗(yàn)證了緩存有效
結(jié)果和預(yù)期一致 - 大部分都是綠色，只有當(dāng)滑動(dòng)到屏幕上的時(shí)候會(huì)閃爍成紅色。因此，現(xiàn)在幀率更加平滑了。
所以我們最初的設(shè)想是錯(cuò)的。圖片的加載并不是真正的瓶頸所在，而且試圖把它置于一個(gè)復(fù)雜的多線程加載和緩存的實(shí)現(xiàn)都將是徒勞。所以在動(dòng)手修復(fù)之前驗(yàn)證問題所在是個(gè)很好的習(xí)慣！
在這章中，我們學(xué)習(xí)了Core Animation是如何渲染，以及我們可能出現(xiàn)的瓶頸所在。你同樣學(xué)習(xí)了如何使用Instruments來檢測和修復(fù)性能問題。
在下三章中，我們將對每個(gè)普通程序的性能陷阱進(jìn)行詳細(xì)討論，然后學(xué)習(xí)如何修復(fù)。
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