如何检测你的项目中是否触发离屏渲染问题
offscreen rendering
如何检测你的项目中是否 触发了离屏渲染问题
那么为何有一些会触发离屏渲染，而有一些却不会触发呢？下面我们开始深入的探索。
离屏渲染的具体过程
我们知道通常的渲染流程是这样的：
app通过cpu和gpu的合作，不停的将内容渲染完成放入framebuffer帧缓存区，而屏幕显示不断从framebuffer中获取内容，显示实时的内容。
但是离屏渲染的流程是这样的：
在普通的情况下，gpu直接将渲染好的内容放入framebuffer中，但是在离屏渲染时不同，需要先额外创建离屏渲染缓存区offscreenbuffer。将提前渲染好的内容放入其中，等到合适的时机再将offsreebuffer中的内容进一步叠加、渲染。完成后将结果切换到framebuffer中。
离屏渲染的效率问题
从上面的流程来看，离屏渲染时，由于app需要提前对部分内容进行额外的渲染并保存到offscreenbuffer，以及需要在必要时对offscreenbuffer和framebuffer进行内容切换，所以会需要更长的处理时间。（实际上这两步切换的代价是非常大的）。
offscreenbuffer本身就需要额外的空间，大量的离屏渲染可能造成内存过大的压力。与此同时，offscreenbuffer的总大小也是有限的：不能超过屏幕总像素的2.5倍。
可见离屏渲染的开销非常大，一旦需要离屏渲染的内容过多，就容易造成掉帧问题，所以大部分情况下，我们要避免出现离屏渲染。
为什么要用离屏渲染
既然离屏渲染会造成性能问题，那么为什么还要使用离屏渲染？
其实主要是以下两种原因：
一些特殊的效果需要使用额外的offscreenbuffer来保存渲染中间的状态，所以不得不使用离屏渲染
出于效率的目的，可以将内容提前渲染并保存到offscreenbuffer中，从而达到复用的目的
例如，第一种原因，也就是不得不使用离屏渲染的情况。一般都是系统自动触发。如：阴影、圆角等。比如我们使用的蒙版（mask）功能，因为最终的结果是有超过一层的渲染结果进行叠加，所以必须要利用额外的内存空间对中间的渲染结果进行保存，因此系统会默认触发离屏渲染.
比如，ios8开始提供模糊特效uiblureffectview：
先渲染需要模糊的内容本身；
对内容进行缩放；
对上一步结果进行垂直模糊；
对上一步结果进行横向模糊；
最后一步，将模糊后的结果进行叠加合成，实现最终完整的模糊效果。
在这样的5次过程，系统也会自动触发离屏渲染，用来保存复杂的特效下，利用额外的内存空间对中间的结果进行保存，以便最后进行效果的合成。
离屏渲染的第二种原因：shouldrasterize 光栅化
开启光栅化后，就会主动触发离屏渲染。render server会强制将calayer渲染位图结果bitmap保存下来，这样下次渲染可以直接复用，提高效率；而保存下来的bitmap就已经包含了layer和sublayer、圆角、阴影、透明度等。
如果layer的构成包含了以上几种元素，结构非常复杂且还需要重复利用，可以考虑开启光栅化；因为layer 上的圆角、阴影、透明度等会由系统自动触发离屏渲染，那么打开光栅化就可以节约第二次以及以后的渲染时间。
而多层的sublayer的情况由于不会自动触发离屏渲染，所以相比之下会花费第一次离屏渲染的时间，但是可以节约后续重复的渲染开销。
使用光栅化的注意点：
如果layer并不能被复用，则没必要开启；
如果layer不是静态的，需要 被频繁修改，比如处于动画之中，那么开启离屏渲染反而影响效率了；
离屏渲染缓存内容有时间限制，缓存内容如果100ms没被复用，那么就会被丢弃，无法进行复用；
离屏渲染缓存空间有限，超过2.5倍屏幕像素大小的话，也会失效，且无法复用
圆角的离屏渲染探索
通常来讲，设置了layer的圆角效果后，会自动触发离屏渲染，但是具体什么情况下设置圆角才会触发离屏渲染？
如上图所示，layer由3层组成，我们设置圆角通常是用下面的代码：
view.layer.cornerradius = 2;
cornerradius - apple 官方介绍
根据苹果的描述，上面这句代码，只会默认设置backgroundcolor和border的圆角，而不会设置content的圆角，除非设置了layer.masktobounds为true（对应view的clicktobounds属性）。
如果只设置了cornerradius而没有设置maskstobounds，由于不需要叠加裁剪，此时是不会触发离屏渲染的。而当设置了裁剪属性时，由于masktobounds会对layer以及所有 的sublayer的content都进行裁剪，所以不得不触发离屏渲染。
view.layer.maskstobounds = true //触发离屏渲染的原因
离屏渲染的逻辑
刚才说圆角加上maskstobounds时，因为maskstobounds会对layer上的所有内容进行裁剪，从而诱发了离屏渲染，那么这个过程具体是怎么回事呢？我们来仔细研究一下：
在普通的layer绘制中，上层的sublayer会覆盖下层的sublayer，下层的sublayer在绘制完成后就可以抛弃了，从而节约空间提高效率。
所有sublayer一次绘制完毕后，整个绘制过程完成，就可以进行后续的呈现了。假设我们需要绘制一个三层的sublayer，并不设置裁剪和圆角，那么整个绘制过程就如下图所示：
绘制完进行display
设置了cornerradius以及maskstobounds
当我们设置了cornerradius以及maskstobounds进行圆角加裁剪时，maskstobounds裁剪属性会应用到所有的sublayer上，也就意味着所有的sublayer都要进行圆角+裁剪，意味着所有的sublayer在第一次绘制后，并不能立刻丢弃，而必须保存在offscreenbuffer中等待下一轮的圆角加裁剪操作，这样便引发了离屏渲染。
实际上，并不单只有圆角加裁剪会触发离屏渲染。如果设置了透明度和组透明(layer.allowsgroupopacity+layer.opacity)，阴影属性（shadowoffset）等，都会产生这样的离屏渲染，因为这些都不是对单一的layer进行处理，而是对layer及其所有 的sublayer进行处理，从而引发离屏渲染。
避免圆角离屏渲染的手段：
除了尽量减少圆角裁剪的使用，还有什么别的办法可以避免圆角+裁剪引起的离屏渲染？
由于刚才提到，圆角引起离屏渲染的本质是裁剪的叠加，导致了maskstobounds对layer及其所有的sublayer进行了二次处理，那么我们只要避免使用maskstobounds进行二次处理，而是对所有的sublayer进行预处理，就可以只进行“画家算法（先绘制离屏幕较远的图层，然后绘制距离屏幕较近的图层，根据深度值，确定绘制顺序）”，用一次叠加就完成绘制。
有哪些可行方案
1.换资源
直接使用带圆角的图片，或者替换背景色为带圆角的纯色背景图，从而避免使用圆角裁剪。不过这周方法需要依赖具体情况，并不通用 。
2.mask
再增加一个和背景色相同的遮罩mask覆盖在最上层，盖住四个角，营造出圆角的形状。但这种方式难以解决背景色为图片 或渐变色的情况。注意这里的mask并不是指的layer上的mask，而是用两个view的叠加
3.uibezierpath
用贝塞尔曲线绘制闭合带圆角的矩形，在上下文设置只有内部可见，再将不带圆角的layer渲染成图片，添加到贝塞尔矩形中。这种方法效率较高，但是layer的布局一旦改变，贝塞尔曲线都需要手动进行重新绘制，所以需要对frame、color等进行手动监听并重绘。
4.coregraphics
重写 drawrect：，用coregraphics相关方法，在需要应用圆角时进行手动绘制。不过coregraphics效率也有限，如果多次调用也会有效率问题。
触发离屏渲染的几种情况
使用了mask的layer（layer.mask）
需要进行裁剪的layer（layer.maskstobounds / view.clipstobounds）
设置了组透明度yes,并且透明度不为1的layer (layer.allowsgroupopacity/layer.opacity)
添加了投影的layer（layer.shadow）
采用了光栅化的layer（layer.shouldrasterize）
绘制了文字的layer （uilabel，catextlayer，coretext等）
举几个例子，加深下理解：
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操作系统的概念和功能
存在感应技术选择要求与如何应用
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使用TensorFlow Model Analysis提升模型质量
5G+远程办公将为AR产业带来新的发展机遇
IBM Z 推出企业级 AI 新能力，持续助力主机客户 AI 之旅
目前毕业3年多，硬件工程师究竟如何发展？
硬核影音加BUFF, 东芝火箭炮Z670KF畅玩《最终幻想15》
关于Unix的历史和Linux的演化整理
国产激光雷达应用那些应用场景？
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那么为何有一些会触发离屏渲染，而有一些却不会触发呢？下面我们开始深入的探索。
离屏渲染的具体过程
我们知道通常的渲染流程是这样的：
app通过cpu和gpu的合作，不停的将内容渲染完成放入framebuffer帧缓存区，而屏幕显示不断从framebuffer中获取内容，显示实时的内容。
但是离屏渲染的流程是这样的：
在普通的情况下，gpu直接将渲染好的内容放入framebuffer中，但是在离屏渲染时不同，需要先额外创建离屏渲染缓存区offscreenbuffer。将提前渲染好的内容放入其中，等到合适的时机再将offsreebuffer中的内容进一步叠加、渲染。完成后将结果切换到framebuffer中。
离屏渲染的效率问题
从上面的流程来看，离屏渲染时，由于app需要提前对部分内容进行额外的渲染并保存到offscreenbuffer，以及需要在必要时对offscreenbuffer和framebuffer进行内容切换，所以会需要更长的处理时间。（实际上这两步切换的代价是非常大的）。
offscreenbuffer本身就需要额外的空间，大量的离屏渲染可能造成内存过大的压力。与此同时，offscreenbuffer的总大小也是有限的：不能超过屏幕总像素的2.5倍。
可见离屏渲染的开销非常大，一旦需要离屏渲染的内容过多，就容易造成掉帧问题，所以大部分情况下，我们要避免出现离屏渲染。
为什么要用离屏渲染
既然离屏渲染会造成性能问题，那么为什么还要使用离屏渲染？
其实主要是以下两种原因：
一些特殊的效果需要使用额外的offscreenbuffer来保存渲染中间的状态，所以不得不使用离屏渲染
出于效率的目的，可以将内容提前渲染并保存到offscreenbuffer中，从而达到复用的目的
例如，第一种原因，也就是不得不使用离屏渲染的情况。一般都是系统自动触发。如：阴影、圆角等。比如我们使用的蒙版（mask）功能，因为最终的结果是有超过一层的渲染结果进行叠加，所以必须要利用额外的内存空间对中间的渲染结果进行保存，因此系统会默认触发离屏渲染.
比如，ios8开始提供模糊特效uiblureffectview：
先渲染需要模糊的内容本身；
对内容进行缩放；
对上一步结果进行垂直模糊；
对上一步结果进行横向模糊；
最后一步，将模糊后的结果进行叠加合成，实现最终完整的模糊效果。
在这样的5次过程，系统也会自动触发离屏渲染，用来保存复杂的特效下，利用额外的内存空间对中间的结果进行保存，以便最后进行效果的合成。
离屏渲染的第二种原因：shouldrasterize 光栅化
开启光栅化后，就会主动触发离屏渲染。render server会强制将calayer渲染位图结果bitmap保存下来，这样下次渲染可以直接复用，提高效率；而保存下来的bitmap就已经包含了layer和sublayer、圆角、阴影、透明度等。
如果layer的构成包含了以上几种元素，结构非常复杂且还需要重复利用，可以考虑开启光栅化；因为layer 上的圆角、阴影、透明度等会由系统自动触发离屏渲染，那么打开光栅化就可以节约第二次以及以后的渲染时间。
而多层的sublayer的情况由于不会自动触发离屏渲染，所以相比之下会花费第一次离屏渲染的时间，但是可以节约后续重复的渲染开销。
使用光栅化的注意点：
如果layer并不能被复用，则没必要开启；
如果layer不是静态的，需要 被频繁修改，比如处于动画之中，那么开启离屏渲染反而影响效率了；
离屏渲染缓存内容有时间限制，缓存内容如果100ms没被复用，那么就会被丢弃，无法进行复用；
离屏渲染缓存空间有限，超过2.5倍屏幕像素大小的话，也会失效，且无法复用
圆角的离屏渲染探索
通常来讲，设置了layer的圆角效果后，会自动触发离屏渲染，但是具体什么情况下设置圆角才会触发离屏渲染？
如上图所示，layer由3层组成，我们设置圆角通常是用下面的代码：
view.layer.cornerradius = 2;
cornerradius - apple 官方介绍
根据苹果的描述，上面这句代码，只会默认设置backgroundcolor和border的圆角，而不会设置content的圆角，除非设置了layer.masktobounds为true（对应view的clicktobounds属性）。
如果只设置了cornerradius而没有设置maskstobounds，由于不需要叠加裁剪，此时是不会触发离屏渲染的。而当设置了裁剪属性时，由于masktobounds会对layer以及所有 的sublayer的content都进行裁剪，所以不得不触发离屏渲染。
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当我们设置了cornerradius以及maskstobounds进行圆角加裁剪时，maskstobounds裁剪属性会应用到所有的sublayer上，也就意味着所有的sublayer都要进行圆角+裁剪，意味着所有的sublayer在第一次绘制后，并不能立刻丢弃，而必须保存在offscreenbuffer中等待下一轮的圆角加裁剪操作，这样便引发了离屏渲染。
实际上，并不单只有圆角加裁剪会触发离屏渲染。如果设置了透明度和组透明(layer.allowsgroupopacity+layer.opacity)，阴影属性（shadowoffset）等，都会产生这样的离屏渲染，因为这些都不是对单一的layer进行处理，而是对layer及其所有 的sublayer进行处理，从而引发离屏渲染。
避免圆角离屏渲染的手段：
除了尽量减少圆角裁剪的使用，还有什么别的办法可以避免圆角+裁剪引起的离屏渲染？
由于刚才提到，圆角引起离屏渲染的本质是裁剪的叠加，导致了maskstobounds对layer及其所有的sublayer进行了二次处理，那么我们只要避免使用maskstobounds进行二次处理，而是对所有的sublayer进行预处理，就可以只进行“画家算法（先绘制离屏幕较远的图层，然后绘制距离屏幕较近的图层，根据深度值，确定绘制顺序）”，用一次叠加就完成绘制。
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2.mask
再增加一个和背景色相同的遮罩mask覆盖在最上层，盖住四个角，营造出圆角的形状。但这种方式难以解决背景色为图片 或渐变色的情况。注意这里的mask并不是指的layer上的mask，而是用两个view的叠加
3.uibezierpath
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需要进行裁剪的layer（layer.maskstobounds / view.clipstobounds）
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