iOS 底层探究：iOS中的渲染流程解析

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1. iOS中的渲染

在iOS中渲染的整体流程如下所示

App通过调用CoreGraphics、CoreAnimation、CoreImage等框架的接口触发图形渲染操作
CoreGraphics、CoreAnimation、CoreImage等框架将渲染交由OpenGL ES，由OpenGL ES来驱动GPU做渲染，最后显示到屏幕上
由于OpenGL ES 是跨平台的，所以在他的实现中，是不能有任何窗口相关的代码，而是让各自的平台为OpenGL ES提供载体。在ios中，如果需要使用OpenGL ES，就是通过CoreAnimation提供窗口，让App可以去调用。

主要由以下六种框架，表格中已经说明了，就不再详细解释了

首先分别简单说下UIView和CALayer各自的作用

CALayer属于CoreAnimation
只负责显示，且显示的是位图
CALayer既用于UIKit，也用于APPKit，
==> UIKit是iOS平台的渲染框架，APPKit是Mac OSX系统下的渲染框架，
==> 由于iOS和Mac两个系统的界面布局并不是一致的，iOS是基于多点触控的交互方式，而Mac OSX是基于鼠标键盘的交互方式，且分别在对应的框架中做了布局的操作，所以并不需要layer载体去布局，且不用迎合任何布局方式。

UIView基于UIKit框架，可以处理用户触摸事件，并管理子视图
CALayer基于CoreAnimation，而CoreAnimation是基于QuartzCode的。所以CALayer只负责显示，不能处理用户的触摸事件
从父类来说，CALayer继承的是NSObject，而UIView是直接继承自UIResponder的，所以UIVIew相比CALayer而言，只是多了事件处理功能，
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
在应用层面来说，需要与用户交互时，使用UIView，不需要交互时，使用两者都可以

下图可以说明view 和 layer之间是如何渲染的

界面触发的方式有两种
==> 通过loadView中子View的drawRect方法触发：会回调CoreAnimation中监听Runloop的BeforeWaiting的RunloopObserver，通过RunloopObserver来进一步调用CoreAnimation内部的CA::Transaction::commit()，进而一步步走到drawRect方法
==> 用户点击事件触发：唤醒Runloop，由source1处理(__IOHIDEventSystemClientQueueCallback)，并且在下一个runloop里由source0转发给UIApplication(_UIApplicationHandleEventQueue)，从而能通过source0里的事件队列来调用CoreAnimation内部的CA::Transaction::commit();方法，进而一步一步的调用drawRect。
最终都会走到CoreAnimation中的CA::Transaction::commit()方法，从而来触发UIView和CALayer的渲染
这时，已经到了CoreAnimation的内部，即调用CA::Transaction::commit();来创建CATrasaction，然后进一步调用 CALayer drawInContext:()
回调CALayer的Delegate(UIView)，问UIView没有需要画的内容，即回调到drawRect:方法
在drawRect:方法里可以通过CoreGraphics函数或UIKit中对CoreGraphics封装的方法进行画图操作
将绘制好的位图交由CALayer，由OpenGL ES 传送到GPU的帧缓冲区
等屏幕接收到垂直信号后，就读取帧缓冲区的数据，显示到屏幕上

在苹果官方的描述中，Render、Compose，and animate visual elements，CoreAnimationg中的动画只是一部分，它其实是一个复合引擎，主要的职责包括渲染、构建和动画实现。

ios中CoreAnimation如图所示

ios中基于CoreAnimation构建的框架有两个：UIKit和APPKit
CoreAnimation 又是基于Metal 、CoreGraphics封装的 苹果为什么要基于UIView和CALayer提供两个平行的层级关系（UIKit 和APPKit）？
职责分离，可以避免大量重复代码
两个系统交互规则不一致，虽然功能上类似，但实现上有显著区别

CoreAnimation中渲染的流程如图所示

主要分为两部分：

App处理UIView、UIButton等载体的事件，然后通过CPU完成对显示内容的计算，并将计算后的图层进行打包，在下一次runloop时，发送到渲染服务器
Render Server中主要对收到的准备显示的内容进行解码，然后执行OpenGL等相关程序，并调用GPU进行渲染
==> Render Server 操作分析