iOS的异步渲染

最近看了YYAsyncLayer在这里总结一下。YYAsyncLayer是整个YYKit异步渲染的基础。整个项目的Github地址在这里。你可以先下载了一睹为快,也可以跟着我一步一步的了解它是怎么实现异步绘制的。

如何实现异步

两种方式可以实现异步。一种是使用另外的一个线程,一种是使用RunLoop。另外开一个线程的方法有很多,但是现在最方便的就死GCD了。

GCD

这里介绍一些GCD里常用的方法,为了后面阅读的需要。还有YYAsyncLayer中用到的更加高级的用法会在下文中深入介绍。

创建一个queue

dispatch_queue_t queue;
if ([UIDevice currentDevice].systemVersion.floatValue >= 8.0) {
dispatch_queue_attr_t attr = dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, QOS_CLASS_USER_INITIATED, 0);
queue = dispatch_queue_create("com.ibireme.yykit.render", attr);
} else {
queue = dispatch_queue_create("com.ibireme.yykit.render", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_set_target_queue(queue, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0));
}

如果iOS 8和以上版本的话,创建queue的方法和之前的版本的不太太一样。在iOS 8和以上的版本中创建queue需要先创建一个dispatch_queue_attr_t类型的实例。并作为参数传入到queue的生成方法里。

DISPATCH_QUEUE_SERIAL说明在这个queue内部的task是串行执行的。

dispatch_once

使用dispatch_oncedispatch_once_t的组合可以实现其中的task只被执行一次。但是有一个前提条件,看代码:

static dispatch_once_t onceToken; // 1

// 2
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 这里的task只被执行一次
});
  1. 这里的dispatch_once_t必须是静态的。也就是要有APP一样长的生存期来保证这段时间内task只被执行一次。如果不是static的,那么只被执行一次是保证不了的。
  2. dispatch_once方法在这里执行,onceToken在这里有一个取地址的操作。也就是onceToken把地址传入方法内部被初始化和赋值。

RunLoop

CFRunLoopRef runloop = CFRunLoopGetMain();  // 1
CFRunLoopObserverRef observer;
// 2
observer = CFRunLoopObserverCreate(CFAllocatorGetDefault(),
kCFRunLoopBeforeWaiting |kCFRunLoopExit,
true, // repeat
0xFFFFFF, // after CATransaction(2000000)
YYRunLoopObserverCallBack, NULL);
// 3
CFRunLoopAddObserver(runloop, observer, kCFRunLoopCommonModes);
CFRelease(observer);

我们来分析一下这段代码

  1. CFRunLoopGetMain方法返回主线程的RunLoop引用。后面用这个引用来添加回调。
  2. 使用系统内置的c方法创建一个RunLoop的观察者,在创建这个观察者的时候回同时指定回调方法。
  3. RunLoop实例添加观察者,之后减少一个观察者的引用。

在第二步创建观察者的时候,还指定了观察者观察的事件:kCFRunLoopBeforeWaiting | kCFRunLoopExit,在

RunLoop进入等待或者即将要退出的时候开始执行观察者。指定了观察者是否重复(true)。指定了观察者的优先级:0xFFFFFF,这个优先级比CATransaction优先级为2000000的优先级更低。这是为了确保系统的动画优先执行,之后再执行异步渲染。

YYRunLoopObserverCallBack就是观察者收到通知的时候要执行的回调方法。这个方法的声明是这样的:

static void YYRunLoopObserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info);

渲染是怎么回事

渲染就是把我们代码里设置的代码的视图和数据结合,最后绘制成一张图呈现在用户的面前。每秒绘制60张图,用户看着就是流畅的揭秘男呈现,如果不到60帧,那么越少用户看着就会越卡。

CALayer

在iOS中,最终我们看到的视图都是在CALayer里呈现的,在CALayer有一个属性叫做contents,这里不放别的,放的就是显示用的一张图。

我们来看看YYAsyncLayer类的代码:

  // 类声明
@interface YYAsyncLayer : CALayer // 1
/// Whether the render code is executed in background. Default is YES.
@property BOOL displaysAsynchronously;
@end //类实现的一部分代码
UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext(); // 2
// ...
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.contents = (__bridge id)(image.CGImage); // 3
});
  1. YYAsyncLayer继承自CALayer
  2. UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext这是一个CoreGraphics的调用,是在一些绘制之后返回组成的图片。
  3. 在2>中生成的图片,最终被赋值给了CALahyer#contents属性。

CoreGraphics

如果说CALayer是一个绘制结果的展示,那么绘制的过程就要用到CoreGraphics了。

在正式开始以前,首先需要了解一个方法的实现。这个方法会用来绘制具体的界面上的内容:

task.display = ^(CGContextRef context, CGSize size, BOOL(^isCancelled)(void)) {
if (isCancelled()) return;
NSArray *lines = CreateCTLines(text, font, size.width);
if (isCancelled()) return; for (int i = 0; i < lines.count; i++) {
CTLineRef line = line[i];
CGContextSetTextPosition(context, 0, i * font.pointSize * 1.5);
CTLineDraw(line, context);
if (isCancelled()) return;
}
};

你也看到了,这其实不是一个方法而是一个block。这个block会使用传入的CGContextRef context参数来绘制文字。

目前了解这么多就足够了,后面会有详细的介绍。

YYAsyncLayer#_displayAsync方法是如何绘制的,_displayAsync是一个“私有方法”。

//这里我们只讨论异步的情况
// 1
CGSize size = self.bounds.size;
BOOL opaque = self.opaque;
CGFloat scale = self.contentsScale;
CGColorRef backgroundColor = (opaque && self.backgroundColor)
? CGColorRetain(self.backgroundColor) : NULL; dispatch_async(YYAsyncLayerGetDisplayQueue(), ^{ // 2
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, opaque, scale);
CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
// 3
if (opaque) {
CGContextSaveGState(context); {
if (!backgroundColor || CGColorGetAlpha(backgroundColor) < 1) {
CGContextSetFillColorWithColor(context, [UIColor whiteColor].CGColor);
CGContextAddRect(context, CGRectMake(0, 0, size.width * scale, size.height * scale));
CGContextFillPath(context);
}
if (backgroundColor) {
CGContextSetFillColorWithColor(context, backgroundColor);
CGContextAddRect(context, CGRectMake(0, 0, size.width * scale, size.height * scale));
CGContextFillPath(context);
}
} CGContextRestoreGState(context);
CGColorRelease(backgroundColor);
}
task.display(context, size, isCancelled); // 4 // 5
UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext(); // 6
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.contents = (__bridge id)(image.CGImage);
});
});

解释如下:

  1. 准备工作,获取size, opaque, scalebackgroundColor这个四个值。这些在获取绘制的取悦的时候用到。背景色另外有处理。
  2. YYAsyncLayerGetDisplayQueue()方法返回一个dispatch_queue_t实例,并在其中开始异步操作。
  3. 判断opaque的值,如果是非透明的话处理背景色。这个时候就会用到第一步里获取到的backgroundColor变量的值。
  4. CoreGraphics一节开始的时候讲到的绘制具体内容的block。
  5. 绘制完毕,获取到UIImage实例。
  6. 返回主线程,并给contents属性设置绘制的成果图片。至此异步绘制全部结束。

为了让读者更加关注异步绘制这个主题,所以省略了部分代码。生路的代码中很多事检查是否取消的。异步的绘制,尤其是在一个滚动的UITableView或者UICollectionView中随时都可能会取消,所以即使的检查是否取消并终止正在进行的绘制很有必要。这些,你会在完整的代码中看到。

不能无限的开辟线程

我们都知道,把阻塞主线程执行的代码放入另外的线程里保证APP可以及时的响应用户的操作。但是线程的切换也是需要额外的开销的。也就是说,线程不能无限度的开辟下去。

那么,dispatch_queue_t的实例也不能一直增加下去。有人会说可以用dispatch_get_global_queue()来获取系统的队列。没错,但是这个情况只适用于少量的任务分配。因为,系统本身也会往这个queue里添加任务的。

所以,我们需要用自己的queue,但是是有限个的。在YY里给这个数量指定的值是16

指定为16,我也是有些疑惑的。在Android里指定线程池的大小的时候通常的值是CPU的内核个数的两倍。

设计,把点连成线

YYAsyncLayer异步绘制的过程就是一个观察者执行的过程。所谓的观察者就是你设置了一个机关,当它被触发的时候可以执行你预设的东西。比如你走到一扇门前,它感应到了你的红外辐射就会打开。

async layer也是一样,它会把“感应器”放在run loop里。当run loop要闲下来的时候“感应器”的回调开始执行,告诉async layer可以开始异步渲染了。

但是异步渲染要干什么呢?我们现在就来说说异步渲染的内容从哪里来?一个需要异步渲染的view会在定义的时候就把需要异步渲染的内容通过layer保存在view的代理发送给layer。

CALayer和UIView的关系

UIView是显示层,而显示在屏幕上的内容是由CALayer来管理的。CALayer的一个代理方法可以在UIView宿主里实现。

YYAsyncLayer用的就是这个方式。代理为:

@protocol YYAsyncLayerDelegate <NSObject>
@required
/// This method is called to return a new display task when the layer's contents need update.
- (YYAsyncLayerDisplayTask *)newAsyncDisplayTask;
@end
``
在实现的时候是这样的:
```objc
#pragma mark - YYTextAsyncLayerDelegate - (YYTextAsyncLayerDisplayTask *)newAsyncDisplayTask {
// 1
YYAsyncLayerDisplayTask *task = [YYAsyncLayerDisplayTask new]; // 2
task.willDisplay = ^(CALayer *layer) {
// ...
} // 3
task.display = ^(CGContextRef context, CGSize size, BOOL (^isCancelled)(void)) {
// ...
} // 4
task.didDisplay = ^(CALayer *layer, BOOL finished) {
// ...
} return task;
}
  1. 创建了YYAsyncLayerDisplayTask对象
  2. 设置task的willDisplayblock回调。 3. 4.分别设置了其他的display回调block。

可见YYAsyncLayer的代理的实现会创建一个YYAsyncLayerDisplayTask的实例并返回。在这个实例中包含了layer显示顺序的回调:willDisplaydisplaydidDisplay

setNeedsDisplay

CALayer实例调用setNeedsDisplay方法之后CALayerdisplay方法就会被调用。YYAsyncLayer重写了display方法:

- (void)display {
super.contents = super.contents;
[self _displayAsync:_displaysAsynchronously];
}

最终会调用YYAsyncLayer实例的display方法。display方法又会调用到_displayAsync:方法,开始异步绘制的过程。

总结

最后,我们把整个异步渲染的过程来串联起来。

对一个包含了YYAsyncLayer的view,比如YYLable就像文档里的一样。重写layoutSubviews方法添加对layer的setNeedsDisplay方法的调用。

这样一个调用链就形成了:用户操作->[view layoutSubviews]->[view.layer setNeedsDisplay]->[layer display]->[layer _displayAsync]异步绘制开始(准确的说是_displayAsync方法的参数为true**的时候开始异步绘制)。

但是这并没有用到RunLoop。所以代码会修改为每次调用layoutSubviews的时候给RunLoop提交一个异步绘制的任务:

- (void)layoutSubviews {
[super layoutSubviews];
[[YYTransaction transactionWithTarget:self selector:@selector(contentsNeedUpdated)] commit];
} - (void)contentsNeedUpdated {
// do update
[self.layer setNeedsDisplay];
}

这样每次RunLoop要进入休眠或者即将退出的时候会开始异步的绘制。这个任务是从[layer setNeedsDisplay]开始的。

iOS的异步绘制--YYAsyncLayer源码分析的更多相关文章

  1. Android异步消息传递机制源码分析

    1.Android异步消息传递机制有以下两个方式:(异步消息传递来解决线程通信问题) handler 和 AsyncTask 2.handler官方解释的用途: 1).定时任务:通过handler.p ...

  2. Java异步编程——深入源码分析FutureTask

    Java的异步编程是一项非常常用的多线程技术. 之前通过源码详细分析了ThreadPoolExecutor<你真的懂ThreadPoolExecutor线程池技术吗?看了源码你会有全新的认识&g ...

  3. jQuery使用():Callbacks回调函数列表之异步编程(含源码分析)

    Callbacks的基本功能回调函数缓存与调用 特定需求模式的Callbacks Callbacks的模拟源码 一.Callbacks的基本功能回调函数缓存与调用 Callbacks即回调函数集合,在 ...

  4. Android应用层View绘制流程与源码分析

    1  背景 还记得前面<Android应用setContentView与LayoutInflater加载解析机制源码分析>这篇文章吗?我们有分析到Activity中界面加载显示的基本流程原 ...

  5. iOS常用框架源码分析

    SDWebImage NSCache 类似可变字典,线程安全,使用可变字典自定义实现缓存时需要考虑加锁和释放锁 在内存不足时NSCache会自动释放存储的对象,不需要手动干预 NSCache的key不 ...

  6. iOS硬解H.264:-VideoToolboxDemo源码分析[草稿]

    来源:http://www.cnblogs.com/michaellfx/p/understanding_-VideoToolboxDemo.html iOS硬解H.264:-VideoToolbox ...

  7. 异步编程之co——源码分析

    异步编程系列教程: (翻译)异步编程之Promise(1)--初见魅力 异步编程之Promise(2):探究原理 异步编程之Promise(3):拓展进阶 异步编程之Generator(1)--领略魅 ...

  8. 一个由正则表达式引发的血案 vs2017使用rdlc实现批量打印 vs2017使用rdlc [asp.net core 源码分析] 01 - Session SignalR sql for xml path用法 MemCahe C# 操作Excel图形——绘制、读取、隐藏、删除图形 IOC,DIP,DI,IoC容器

    1. 血案由来 近期我在为Lazada卖家中心做一个自助注册的项目,其中的shop name校验规则较为复杂,要求:1. 英文字母大小写2. 数字3. 越南文4. 一些特殊字符,如“&”,“- ...

  9. Log4j2异步情况下怎么防止丢日志的源码分析以及队列等待和拒绝策略分析

    org.apache.logging.log4j.core.async.AsyncLoggerConfigDisruptor以下所有源码均在此类中首先我们看下log4j2异步队列的初始化 从这里面我们 ...

随机推荐

  1. NFA的实现

    此次发表的是一个不确定的自动机(NFA),它可以根据输入的正规式输出由函数映像表示的结果. 此版本可以输入括号'(',')',但是,实现的过程理解起来有点吃力,所以,在时间允许的情况下,我还将写新文章 ...

  2. (八)、vpn-pptp部署

    中小型规模网站集群架构:VPN-PPTP : 矮哥linux运维群:93324526 前言: 你想管理机器吗? 你想更安全吗? 请安装VPN吧 部署 1.查看系统是否支持PPP [root@oldbo ...

  3. 【★】KMP算法完整教程

    KMP算法完整教程 全称:                               Knuth_Morris_Pratt Algorithm(KMP算法) 类型:                 ...

  4. 团队作业4----第一次项目冲刺(Alpha版本)4.28

    a.提供当天站立式会议照片 会议内容 今天我们主要针对统计结果的表现形式进行了一些讨论,我们考虑是直接显示统计数据或者是用一些直观的图形来体现,最后经过讨论我们大部分人认为选择数据与图形更加形象直观. ...

  5. [2017BUAA软工助教]第0次个人作业

    学习别人的经验和体会 零.前言 我认为人生就是一次次地从<存在>到<光明>. 一.软件工程师的成长 0.这是一个博客索引 同学们在上这门课的时候基本都是大三,觉得在大学里,到教 ...

  6. 团队作业4——第一次项目冲刺(Alpha版本)第一天 and 第二天

    第一天冲刺 一.Daily Scrum Meeting照片 二.每个人的工作 1.今天计划完成的任务 徐璨 申悦:查找关于安卓开发资料,环境搭建 连永刚 林方言:设计项目所要实现的功能,并对功能进行详 ...

  7. 201521123095 《Java程序设计》第1周学习总结

    1. 本周学习总结     开始了对JAVA的初步了解和学习,了解了如何编写简单的JAVA程序.      了解了Java的诞生及发展以及如何运用JVN JRE JDK      JVM让JAVA可以 ...

  8. 201521123117 《Java程序设计》第9周学习总结

    1. 本周学习总结 2. 书面作业 1.常用异常 题目5-1 1.1 截图你的提交结果(出现学号) 1.2 自己以前编写的代码中经常出现什么异常.需要捕获吗(为什么)?应如何避免? 经常出现Numbe ...

  9. 201521123028 《Java程序设计》第11周学习总结

    1. 本周学习总结 关于互斥同步访问 synchronized关键字 -wait.notify和notifyAll Lock和Condition方法 -condition.await() //类似ob ...

  10. SAP高可用性(HA)

    1.SAP系统高可用的要求 高可用性是从终端用户的角度来需求,及要求最大化系统的可用性.其目的是降低意外系统关闭时间(服务器生效.存储失效.操作系统失败--),减少预期系统关闭时间(系统及架构的维护. ...