理解UIView的绘制原理
UIView 是如何显示到Screen上的
iOS的屏幕刷新频率是每秒60帧，也就是说每每16.7ms会绘制一次屏幕，这个时间段内要完成view的缓冲区创建和view内容的绘制（如果重写了drawRect），这些CPU的工作。然后将这个缓冲区交给GPU渲染，这个过程又包括多个view的拼接(compositing)，纹理的渲染（Texture）等，最终显示在屏幕上。因此，如果在16.7ms内完不成这些操作，比如，CPU做了太多的工作，或者view层次过于多，图片过于大，导致GPU压力太大，就会导致“卡”的现象，也就是丢帧。
苹果官方给出的最佳帧率是：60fps，也就是1帧不丢，当然这是理想中的绝佳的体验。
这个60fps改怎么理解呢？一般来说如果帧率达到25+fps，人眼就基本感觉不到停顿了，因此，如果你能让你ios程序稳定的保持在30fps已经很不错了，注意，是“稳定”在30fps，而不是，10fps，40fps，20fps这样的跳动，如果帧频不稳就会有卡的感觉。60fps真的很难达到，尤其在iphone4，4s上。
总的来说，UIView从绘制到Render的过程有如下几步：
- 每一个
UIView都有一个layer，每一个layer都有个content，这个content指向的是一块缓存，叫做backing store。 UIView的绘制和渲染是两个过程，当UIView被绘制时，CPU执行drawRect，通过context将数据写入backing store- 当backing store写完后，通过render server（另一个进程）提交给GPU去渲染，将backing store中的bitmap数据显示在屏幕上
上面提到的从CPU到GPU的过程可用下图表示：
下面具体来讨论下这个过程
CPU bound
假设我们创建一个UILabel：
UILabel* label = [[UILabel alloc]initWithFrame:CGRectMake(10, 50, 300, 14)];
label.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
label.font = [UIFont systemFontOfSize:14.0f];
label.text = @"test";
[self.view addSubview:label];
这个时候不会发生任何操作，由于UILabel重写了drawRect，因此，这个view会被marked as “dirty”：
类似这个样子：
然后一个新的Runloop到来，上面说道在这个Runloop中需要将界面渲染上去，对于UIKit的渲染，Apple用的是它的Core Animation。
做法是在Runloop开始的时候调用：
[CATransaction begin]
在Runloop结束的时候调用
[CATransaction commit]
在begin和commit之间做的事情是将view增加到view hierarchy中，这个时候也不会发生任何绘制的操作。
当[CATransaction commit]执行完后，CPU开始绘制这个view：
-
首先CPU会为layer分配一块内存用来绘制bitmap，叫做backing store
-
创建指向这块bitmap缓冲区的指针，叫做CGContextRef
-
通过Core Graphic的api，也叫Quartz2D，绘制bitmap
-
将layer的content指向生成的bitmap
-
清空dirty flag标记
这样CPU的绘制基本上就完成了。
通过time profiler 可以完整的看到个过程：
Running Time Self Symbol Name
2.0ms 1.2% 0.0 +[CATransaction flush]
2.0ms 1.2% 0.0 CA::Transaction::commit()
2.0ms 1.2% 0.0 CA::Context::commit_transaction(CA::Transaction*)
1.0ms 0.6% 0.0 CA::Layer::layout_and_display_if_needed(CA::Transaction*)
1.0ms 0.6% 0.0 CA::Layer::display_if_needed(CA::Transaction*)
1.0ms 0.6% 0.0 -[CALayer display]
1.0ms 0.6% 0.0 CA::Layer::display()
1.0ms 0.6% 0.0 -[CALayer _display]
1.0ms 0.6% 0.0 CA::Layer::display_()
1.0ms 0.6% 0.0 CABackingStoreUpdate_
1.0ms 0.6% 0.0 backing_callback(CGContext*, void*)
1.0ms 0.6% 0.0 -[CALayer drawInContext:]
1.0ms 0.6% 0.0 -[UIView(CALayerDelegate) drawLayer:inContext:]
1.0ms 0.6% 0.0 -[UILabel drawRect:]
1.0ms 0.6% 0.0 -[UILabel drawTextInRect:]
假如某个时刻修改了label的text：
label.text = @"hello world";
由于内容变了，layer的content的bitmap的尺寸也要变化，因此这个时候当新的Runloop到来时，CPU要为layer重新创建一个backing store，重新绘制bitmap。
CPU这一块最耗时的地方往往在Core Graphic的绘制上，关于Core Graphic的性能优化是另一个话题了，又会牵扯到很多东西，就不在这里讨论了。
GPU bound
CPU完成了它的任务：将view变成了bitmap，然后就是GPU的工作了，GPU处理的单位是Texture。
基本上我们控制GPU都是通过OpenGL来完成的，但是从bitmap到Texture之间需要一座桥梁，Core Animation正好充当了这个角色：
Core Animation对OpenGL的api有一层封装，当我们的要渲染的layer已经有了bitmap content的时候，这个content一般来说是一个CGImageRef，CoreAnimation会创建一个OpenGL的Texture并将CGImageRef（bitmap）和这个Texture绑定，通过TextureID来标识。
这个对应关系建立起来之后，剩下的任务就是GPU如何将Texture渲染到屏幕上了。
GPU大致的工作模式如下：
整个过程也就是一件事：CPU将准备好的bitmap放到RAM里，GPU去搬这快内存到VRAM中处理。
而这个过程GPU所能承受的极限大概在16.7ms完成一帧的处理，所以最开始提到的60fps其实就是GPU能处理的最高频率。
因此，GPU的挑战有两个：
-
将数据从RAM搬到VRAM中
-
将Texture渲染到屏幕上
这两个中瓶颈基本在第二点上。渲染Texture基本要处理这么几个问题：
Compositing
Compositing是指将多个纹理拼到一起的过程，对应UIKit，是指处理多个view合到一起的情况，如
[self.view addsubview : subview]。
如果view之间没有叠加，那么GPU只需要做普通渲染即可。 如果多个view之间有叠加部分，GPU需要做blending。
加入两个view大小相同，一个叠加在另一个上面，那么计算公式如下：
R = S+D*(1-Sa)
R: 为最终的像素值
S: 代表 上面的Texture（Top Texture）
D: 代表下面的Texture(lower Texture)
其中S,D都已经pre-multiplied各自的alpha值。
Sa代表Texture的alpha值。
假如Top Texture（上层view）的alpha值为1，即不透明。那么它会遮住下层的Texture。即,R = S。是合理的。
假如Top Texture（上层view）的alpha值为0.5，S 为 (1,0,0)，乘以alpha后为(0.5,0,0）。D为(0，0，1)。
得到的R为（0.5，0，0.5）。
基本上每个像素点都需要这么计算一次。
因此，view的层级很复杂，或者view都是半透明的（alpha值不为1）都会带来GPU额外的计算工作。
Size
这个问题，主要是处理image带来的，假如内存里有一张400x400的图片，要放到100x100的imageview里，如果不做任何处理，直接丢进去，问题就大了，这意味着，GPU需要对大图进行缩放到小的区域显示，需要做像素点的sampling，这种smapling的代价很高，又需要兼顾pixel alignment。计算量会飙升。
Offscreen Rendering And Mask
如果我们对layer做这样的操作：
label.layer.cornerRadius = 5.0f;
label.layer.masksToBounds = YES;
会产生offscreen rendering,它带来的最大的问题是，当渲染这样的layer的时候，需要额外开辟内存，绘制好radius，mask，然后再将绘制好的bitmap重新赋值给layer。
因此继续性能的考虑，Quartz提供了优化的api：
label.layer.cornerRadius = 5.0f;
label.layer.masksToBounds = YES;
label.layer.shouldRasterize = YES;
label.layer.rasterizationScale = label.layer.contentsScale;
简单的说，这是一种cache机制。
同样GPU的性能也可以通过instrument去衡量：
红色代表GPU需要做额外的工作来渲染View，绿色代表GPU无需做额外的工作来处理bitmap。
That’s all