卡顿原理一、屏幕成像原理 1、过去CRT显示器，是利用CRT电子枪，从上到下一行行扫描，扫描完成后显示器就显示一帧画面，

一、屏幕成像原理

1、过去CRT显示器，是利用CRT电子枪，从上到下一行行扫描，扫描完成后显示器就显示一帧画面，然后电子枪又回初始位置继续下一次扫描了。

2、为了使显示器显示的过程和视频控制器进行同步，显示器会用硬件时钟产生一系列的定时信号。

3、显示器同时以固定的频率进行刷新，这个频率就是VSync信号产生的频率。

4、屏幕的成像过程就是CPU和GPU共同协作完成的。 CPU对文本的计算和排版、视图的布局、图片格式转换和解码等操作，把处理好的数据交给GPU渲染，GPU渲染后会把数据放到帧缓冲区，随后视频读取器会按照垂直同步信号（VSync）读取数据，显示到屏幕上。

5、iOS系统是双缓冲区，分前缓冲区、后缓冲区。能有效提高效率问题。

引发新问题：画面撕裂问题。

视频读取器在读取帧缓冲区的数据时，即屏幕内容刚显示一半时，GPU提交新的一帧数据到缓冲区，并把2个缓冲区交换，视频控制器就会把新的一帧数据的下半段显示到屏幕。

引入GPU的垂直同步信号机制。GPU会等待显示器的VSync信号发出后，才会进行新的一帧渲染和缓冲区更新。

优点：解决了画面撕裂问题，增加了画面的流畅度

缺点：消耗了更多的计算资源，带来了部分延迟

二、卡断原因

--CPU-->--GPU-->|VSync来了

1、CPU把处理好的数据，交给GPU渲染，放到帧缓存区，VSync来时，视频控制器读取数据显示。

2、如果CPU计算时间过长或者GPU渲染时间过长，在VSync来时，这一帧还没渲染完，就会出现掉帧，视频控制器读取的还是上一帧的数据，这样就产生的卡顿。当下一个VSync来时，才会显示丢帧的数据。

三、离屏渲染

当前屏幕渲染：在当前用于显示的缓冲区进行渲染

离屏渲染：在当前缓冲区以外新开辟一块缓冲区就行渲染操作（不能直接拿出来，渲染到屏幕上），GPU的一些操作比较消耗资源、消耗性能，所以会用到离屏渲染。一些复杂的操作无法直接渲染，需要分步渲染再组合起来。

图像在显示之前，GPU在当前缓冲区以外的区域开辟一开新的缓冲区进行渲染操作。离屏渲染耗时是因为要创建缓冲区和上下文的切换。

离屏渲染整个过程，需要多次切换上下文，先从当前屏幕切换到离屏，等到离屏渲染完成后，将渲染的结果显示到屏幕时，又需要将上下文从离屏切换回当前屏幕

触发离屏操作

光栅化，layer.shouldRasterize = YES（将几何图元变成二维图像的过程，将图层绘制到一个屏幕外的图像，然后这个图像会被缓存起来并绘制到实际的图层的contents和子图层）
遮罩，layer.mask
圆角，同时设置圆角和masksToBounds=YES
阴影，layer.shadowXXX，如果设置了shadowPath就不会离屏渲染

四、CPU和GPU的优化

减轻CPU和GPU的资源消耗就能避免卡顿现象

CPU的卡顿

尽量使用轻量级的对象，比如用CALayer取代UIView，用NSInteger取代NSNumber
不要频繁的调用UIView的相关属性，比如frame、bounds、tranform等属性，尽量减少不必要的修改
尽量提前计算好布局，一次性调整对应的属性
图片的size和ImageView的Size尽量保持一致（不一致会对图片伸缩操作）
AutoLaout会比直接设置frame更消耗CPU的资源，它是一个解矩阵的过程。
控制线程的最大并发数
尽量把耗时操作放到子线程，文本处理（尺寸计算、排版、绘制），可以使用CoreText对文本异步绘制。CoreText对象创建好后，可以获取文本的宽高等属性，避免多次计算，占用的内存少。
异步对图片处理（解码、绘制）。把图像绘制到画布中，再从画布创建图片并显示的过程，消耗资源
解码：图片解压出来得到的像素数据，CPU需要转换处理才能渲染。使用Image创建图片时，为了节省内存，并不会立刻解码。CALayer.contents设置时，才会解码，而且是在主线程。
尽量不用Xib和Storyboard，因为它们涉及到反序列化操作，消耗的资源比纯代码更多

GPU的卡顿优化

GPU：纹理、顶点描述、应用变换、混合并渲染，输出到屏幕（CALayer大多属性都是GPU绘制）