其他04 代理和Block/动画/设计模式/性能/解码(1)全局静态 block，不会访问任何外部变量，执行完就销毁。

1、代理和Block

block其实是一个对象，代理是一种设计模式（委托-代理模式）,

(1)全局静态 block，不会访问任何外部变量，执行完就销毁。
^{ NSLog(@"Hello World!"); }();

(2)保存在栈中的 block，当函数返回时会被销毁，和第一种的区别就是调用了外部变量。[UIView animateWithDuration:3 animations:^{ self.view.backgroundColor = [UIColor redColor]; }];

(3)保存在堆中的 block，当引用计数为 0 时会被销毁。

2、动画

1. 简单动画：
animateWithDuration:animations
带调节参数的 + animateWithDuration:delay:options:animations:completion:

2. 关键帧动画

animateKeyframesWithDuration：

3, View 转换
+ transitionWithView:duration:options:animations:completion:

+ transitionFromView:toView:duration:options:completion:

4. CALayer Animation ： CALayer 动画之前，首先需要引入 QuartzCore.framework

  CABasicAnimation 用于创建一个 CALayer 上的基本动画效果，
  CAKeyframeAnimation 关键帧动画
CAAnimationGroup) 组动画（
CATransition 切换动画

5. 更高级的动画效果  CADisplayLink + Draw

6. UIDynamicAnimator 具有物理仿真效果的动画

7. CAEmitterLayer 是 Core Animation 提供的一个粒子发生器系统，可以用于创建各种粒子动画

3、设计模式

1. 单例模式

Cocoa 库本身在一些地方也使用了单例模式，这种写法的优点是，可以延迟加载，按需分配内存以节省开销。

这并非一个线程安全的写法，比如两个或多个线程并发的调用 sharedInstance 方法，有可能会得到多个实例，

 static
    if (!instance) { 
        instance = [[super allocWithZone:NULL] init]; 
    }

这里列出两种方法来创建一个线程安全的单例
1 . 可以使用@synchronized进行加锁
2. GCD中的dispatch_once方法，是最普遍也是苹果最推荐的方法

2. 工厂模式

工厂模式本质上是使用方法来简化类的选择和初始化过程

@implementation OperationFactory

+ (Operation *) createOperat:(char)operate{
    Operation *oper = nil;
    switch (operate) {
        case '+':
        {
            oper = [[OperationAdd alloc] init];
            break;
        }
        case '-':
        {
            oper = [[OperationSub alloc] init];
            break;
        }
    return oper;
}

由于 Objective-C 本身的动态特性，还可以用反射来改写：

@implementation OperationFactory
+ (Operation *) createOperat:(NSString *)operate{
    Operation *oper = nil;
    Class class = NSClassFromString(operate);
    oper = [(Operation *)[class alloc] init];
    if ([oper respondsToSelector:@selector(getResult)]) {
        [oper getResult];
    }
    return oper;
}
@end

使用时，可以传入类名，来获取对应类的对象：

Operation *oper = [OperationFactory createOperat: @"OperationAdd"];
oper.numberA = 10;
oper.numberB = 20;
NSLog(@"%f", oper.getResult);

3. 委托模式（Delegate）

委托模式通常使用协议（protocol）来实现

4. 观察者模式
两种用于实现观察者模式的办法，一直是使用NSNotification，另一种是KVO(Key Value Observing

6、性能

1. 离屏渲染

离屏渲染往往会带来界面卡顿的问题，这里将会讨论当前屏幕渲染、离屏渲染以及 CPU 渲染

当前屏幕渲染，在用于显示的屏幕缓冲区中进行，不需要额外创建新的缓存，也不需要开启新的上下文，所以性能较好，但是受到缓存大小限制等因素，一些复杂的操作无法完成

离屏渲染，指的是在 GPU 的当前屏幕缓冲区外开辟新的缓冲区进行操作。
离屏渲染的代价是很高的，体现在：
1. 创建新的缓冲区
2. 上下文切换。离屏渲染的整个过程，需要多次切换上下文环境：先从当前屏幕切换到离屏，等待离屏渲染结束后，将离屏缓冲区的渲染结果显示到到屏幕上，这又需要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕。

以下属性时，会触发离屏渲染：

shouldRasterize（光栅化）
masks（遮罩）
shadows（阴影）
edge antialiasing（抗锯齿）
group opacity（不透明）

避免使用 layer 的 border、corner、shadow、mask 等技术

CPU 渲染和离屏渲染的区别？
1. GPU的浮点运算能力比CPU强，CPU渲染的效率可能不如离屏渲染。
但如果仅仅是实现一个简单的效果，直接使用 CPU 渲染的效率又可能比离屏渲染好，毕竟普通的离屏渲染要涉及到缓冲区创建和上下文切换等耗时操作。
2. 对一些简单的绘制过程来说，这个过程有可能用CoreGraphics，全部用CPU来完成反而会比GPU做得更好。一个常见的 CPU 渲染的例子是：重写 drawRect 方法，并且使用任何 Core Graphics 的技术进行了绘制操作，就涉及到了 CPU 渲染。整个渲染过程由 CPU 在 App 内同步地完成，渲染得到的bitmap最后再交由GPU用于显示。

总之，具体使用 CPU 渲染还是使用 GPU 离屏渲染更多的时候需要进行性能上的具体比较才可以。

一个常见的性能优化的例子：加圆角

三种加圆角的方式：

设置 cornerRadius
cornerRadius+ masksToBounds 会触发两次离屏渲染，如果加之滚动就会性能问题
通过缓存优化 shouldRasterize 光栅化YES + rasterizationScale ，光栅化会把使视图渲染内容被缓存起来，下次绘制的时候可以直接显示缓存，
注意：png 图片在 UIImageView 这样处理圆角是不会产生离屏渲染的( ios9 后不会，前会)

UIBezierPath

drawRect:+ UIBezierPath
这种方法会触发一次离屏渲染
但是这种方式会导致内存暴增，并且同样会触发离屏渲染。

Core Graphics (为 UIView 加圆角)与直接截取图片(和为 UIImageView 加圆角)

这种做法的原理是利用 Core Graphics 自己画出了一个圆角矩形。

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions
UIGraphicsGetCurrentContext
CGContextMoveToPoint
CGContextDrawPath
UIGraphicsEndImageContext

这个方法返回的是 UIImage，有了这个图片后，就可以创建一个 UIImageView 并插入到视图层级的底部：

总结

如果能够只用 cornerRadius 解决问题，就不用优化。
如果必须设置 masksToBounds，可以参考圆角视图的数量，如果数量较少（一页只有几个）也可以考虑不用优化。
UIImageView 的圆角通过直接截取图片实现，其它视图的圆角可以通过 Core Graphics 画出圆角矩形实现。

7. 硬解码

硬编码：不使用CPU进行编码，使用显卡GPU,专用的DSP、FPGA、ASIC芯片等硬件进行编码。

1. 将H264码流转换为解码前CMSampleBuffer对象

H264码流由NALU单元组成，纳鲁单元包含视频图像数据CMBlockBuffer和H264的参数信息则可以组合成FormatDesc，

** H264码流中解码前的CMSampleBuffer对象，包括CMTime、CMVideoFormatDesc、CMBlockBuffer等，我们解码的任务就是从H264码流里面提取上面三处的信息，合成解码后的CMSampleBuffer对象，提供给硬解码接口进行解码工作。

2. 硬解码后的图像显示

下面我们就看一下硬解码后的图像显示，具体的显示方式有两种：

通过系统提供的AVSampleBufferDisplayLayer来解码并显示。
通过VTDecompression接口来，将CMSampleBuffer解码成图像，将图像通过UIImageView或者OpenGL上显示。

通过系统提供的AVSampleBufferDisplayLayer来解码并显示

AVSampleBufferDisplayLayer是苹果提供的一个专门显示解码后的H264数据的显示层，它是CALayer的子类，因此使用方式和其它CALayer类似。使用方法enqueueSampleBuffer :进行显示该层内置了硬件解码功能，将原始的CMSampleBuffer解码后的图像直接显示在屏幕上面，如下图所示。

通过 VTDecompression 接口来，将CMSampleBuffer解码成图像，将图像通过UIImageView或者OpenGL上显示
将解码后的CMSampleBuffer数据解码成 CVPixelBufferRef 数据，
将 CVPixelBufferRef 装换成 UIImage并显示

解码方式一
- 优点: 该方式通过系统提供的AVSampleBufferDisplayLayer显示层来解码并显示。该层内置了硬件解码功能，将原始的CMSampleBuffer解码后的图像直接显示在屏幕上，非常的简单方便，且执行效率高，占用内存相对较少。
- 缺点: 从解码的数据中不能直接获取图像数据并对其做相应处理，解码后的数据不能直接进行其他方面的应用（一般要做较复杂的转换）。
- 解码方式二
  - 优点: 该方式通过VTDecompressionSessionDecodeFrame接口，得到CVPixelBufferRef数据，我们可以直接从CVPixelBufferRef数据中获取图像数据并对其做相应处理，方便于其他应用。
  - 缺点: 解码中执行效率相对降低，占用的内存也会相对较大。

8. 硬编码

硬编码我们也经常见，比如说，我们直播录制视频，就要先通过摄像头采集图像，然后进行硬编码，最后将硬编码后的数据组合成H264码流通过网络传播。

1. 视频采集

硬件设备就是摄像头了，通过AVFoundation框架中的AVCaptureSession类来采集图像，并设定好input和output，同时设定deleagte代理和输出队列，在代理delegate方法中，处理采集好的图像。图像输出的格式是未编码的CMSampleBuffer形式。

2. 使用VTCompressionSession进行硬编码

来对该帧进行硬编码，编码成功的CMSampleBuffer转换成H264码流，通过网络传播

9. 软编码

视频采集后 H264进行编码，iOS 11 之后，iPhone 7以上的设备可以支持新的编码器H265编码器，使得同等质量视频占用的存储空间更小。所以本例中可以使用两种方式实现视频数据的编码

软编码：使用CPU进行编码。

这里借助FFmpeg
    //打开视频文件,将文件格式的上下文传递到AVFormatContext类型的结构体中

    //查找文件中视频流的信息
    //找到该视频流对应的解码器
    //打开解码器
     //pFrame = av_frame_alloc后面就是将YUV数据转换为RGB，然后将RGB图像转换为UIImage，
便可以在屏幕上显示出来了

可以参考的是 KXMovie

软硬区别对比

软编码：实现直接、简单，参数调整方便，升级易，但CPU负载重，性能较硬编码低，低码率下质量通常比硬编码要好一点。

硬编码：性能高，低码率下通常质量低于软编码器，但部分产品在GPU硬件平台移植了优秀的软编码算法（如X264）的，质量基本等同于软编码。

苹果在iOS 8.0系统之前，没有开放系统的硬件编码解码功能，不过Mac OS系统一直有，被称为Video ToolBox的框架来处理硬件的编码和解码，终于在iOS 8.0后，苹果将该框架引入iOS系统

H265优点

压缩比高，在相同图片质量情况下，比JPEG高两倍
能增加如图片的深度信息，透明通道等辅助图片。
支持存放多张图片，类似相册和集合。(实现多重曝光的效果)
支持多张图片实现GIF和livePhoto的动画效果。
无类似JPEG的最大像素限制
支持透明像素
分块加载机制
支持缩略图