“UITableView完美平滑滚动”阅读笔记

一、通过内置工具实现浅层次优化

使用内置工具优化 UITableViews 的正确方式：

• 重用 cell对象：对于特定的 cell类型，你应该只初始化一次
• 不要在cellForRowAtIndexPath: 方法绑定数据，因为这时 cell还没显示，而是使用UITableViews 的委托方法tableView:willDisplayCell:forRowAtIndexPath:。
• 进一步计算 cell的高度要迅速。虽然这是工程师的日常事务，但是要想平滑滚动复杂的 cell，你要多点耐心。

下面对上面三点稍作说明：

1、重用 cell/header/footer的单个实例是优化UITableView最显著的方式，正确的做法是，你应该持有唯一的 cell/header/footer 类，且只初始化了一次，并返回给UITableView 来重用该对象。由于为每个cell都执行一次，所以这些代理函数必须迅速执行，否则会出现卡顿现象。

2、UITableView的 tableView: heightForRowAtIndexPath:委托方法会为每个 cell（即使它不显示）调用一次，所以你应当非常迅速返回当前 cell的高度，否则会出现卡顿现象。

从 iOS8 开始，我们可以使用自动高度计算，而无需实现上面提到的UITableViews 的委托方法。要做到这一点，你可以使用AutoLayout 工具，并把行高设置为 UITableViewAutomaticDimension。更多的详细信息可以在StackOverflow网站上找到，上面有很好的解释。尽管可以使用这些工具，但我还是强烈建议你不要这么做。另外，我建议不要使用更复杂的数学运算来确定 cell的高度，而尽可能仅仅使用加、减、乘、除。AutoLayout 难道真如我所那么慢？也许你会感到惊讶，但这的确是事实。如果你的应用运行在所有的生命周期长的真实设备，想看到完美的平滑滚动，那么结果会是慢得令人难以置信的。而且你拥有越多的子视图，你的AutoLayout 就运行得越慢。

AutoLayout 相对低性能的原因是在 Cassowary 布局引擎下处理的。你需要要处理的的子视图布局约束越多，你花费在返回 cell给 UITableViews 的时间就越多。

二、平衡CPU和GPU，实现进一步优化

上面提及的几点还不足以实现真正的平滑滚动，尤其当你需要实现复杂的 cell，有着许多梯度渐变、视图、交互元素、装饰元素等更多的内容时，其平滑滚动效果更差。你给UITableViewCell 添加的视图越多，其滚动时的 FPS下降的幅度就越大，因为cell越复杂则混合渲染的视图越多，GPU会满载，造成渲染时间被拉长。

让我们把注意力转移到 UIView 的 “opaque”的属性上，绘图系统根据opaque属性确定UIView 是否为透明，如果不透明，则绘图系统在呈现该视图时会做一些优化并提高性能。

GPU（图形处理器），它是显卡的“心脏”，与CPU类似，只不过GPU是专为执行复杂的数学和几何计算而设计的，这些计算是图形渲染所必需的。用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务，对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。iOS系统对图形的各种特效处理基本上正好都是基于GPU硬件进行加速的，它可以不用完全借助CPU或者程序本身，而是通过GPU进行渲染以达到更流畅的操控表现，但是过多的混合渲染会使的gpu处于满载状态而造成性能下降！所以tableview中提高性能的方法是减少混合渲染，确认哪些视图进行混合渲染了的方法是：在 iOS 模拟器运行你的应用，点击“Debug”菜单，然后选择“Color Blended Layers”选项。这时 iOS模拟器会将所有区域的显示划分成两种颜色：绿色和红色，绿色区域是没有混合渲染的，红色区域是经过有混合渲染的。

每次遇到这样的情况，你都应当仔细研究，并在不同的情况下，使用不同的方式来避免混合渲染，我在这种情况下，将背景色 设置不透明就已经实现目标了。

但有时候我们会遇到更复杂的事情。看这里：我们有一个梯度渐变，但混合是不存在的。如果你想使用CAGradientLayer 来实现这个效果，你会失望的，因为在 iPhone 6其 FPS 会下降到 25~30，并且无法达到快速滚动。

它毕竟是会发生的，因为我们已经将两个不同图层的内容混合了，分别是UILabel 的 CATextLayer 和 CAGradientLayer。

当正确使用 CPU 和 GPU资源，它们是负载均衡的，FPS保持约为 60。如下所示：

当设备需要显示执行大量的混合操作时问题就会出现，GPU将会满载，但 CPU 却会保持低负荷运行。

通过本文的所有建议，你将能够让你的应用即使在这种情况下都可以达到 60 FPS，尽管其过程有些难度。解决方法就是：用 CPU来渲染！去载 GPU，让它只在必须用 GPU的地方执行混合渲染。例如，由CALayers 执行动画的地方。

我们可以通过在UIView 的drawRect: 方法中使用CoreGraphics 操作，如：

这些代码就很好吗？即使是我，也会说no。另外这种方式是撤销所有在UIView 上的缓存优化（在任何情况下，它们都是不必要的）。但正是这种做法将禁用一些混合操作，不加载 GPU并能让 UITableViews 更流畅。

但要注意：使用这种方式增加渲染性能不是因为 CPU比 GPU 快！而是因为 CPU 在多数情况下都不会 100%满载，这种方式能让我们通过负载 CPU来实现在一些渲染任务中去载 GPU。

优化混合操作的关键是平衡 CPU和 GPU 的负载。

简单总结一下优化在 UITableViews 中绘制数据的操作：

• 减少 iOS没必要的混合渲染区域：通过 iOS模拟器和 Instruments 工具对应用进行检查，不使用透明背景；如果可以的话，不渲染梯度渐变，其效果会更好。
• 优化代码，实现 CPU和 GPU 负载均衡。你应清晰了解哪一部分的渲染必须通过 GPU来完成，哪一部分的渲染可以通过 CPU来保持均衡。
• 根据不同类型 cell写不同的代码。

三、通过减少子像素渲染，实现进一步优化

实际上，每个物理像素是通过红、绿、蓝三种颜色子像素组成的，这就造成了每个像素并不是原子单元的，尽管在应用中看起来是原子单元的。直到搭配视网膜屏的 iPhone 4 出现，物理像素可以被描述为整形坐标。因为视网膜显示屏是多倍于屏幕点，而不是 Cocoa Touch 环境中的像素，而且他们可以为浮点数。

理想状况下，屏幕点总是被处理成物理像素的整数坐标，但在现实生活中，它可能是浮点数值，例如，直线可能开始于横坐标的 0.25处。并从这时，iOS 将对子像素进行着色。当这种技术运用于特定类型的内容（如文本）确实比较合理。但如果我们只是绘制设计的平滑直线时就没必要使用这种技术。如果你的所有的平滑直线都进行子像素渲染（这将是不可见的，因为你的直线只是设计成平滑的），那么你会让 iOS 做无用功，同时也降低了 FPS。

如何获得与不必要的子像素抗锯齿的问题？最经常发生的情况是在需要代码计算的视图中，其坐标系数值变成了浮点数值或者使用不适合的图片素材，图片尺寸不对齐屏幕的物理像素（例如，你有一张 60×61而不是 60×60 的图片给视网膜屏显示）

就如前面内容提到的，在减少一些东西前，我们应去找到它。在 iOS模拟器运行你的应用，并点选“Debug”菜单的“Color Misaligned Images”选项。

这次，模拟器上有两大高亮的区域：紫红色区域执行了子像素渲染，黄色区域渲染的图片尺寸没有对齐到它们所在的区域。

。

如何在你的代码中找到发生问题的地方？我总是使用部分自定义绘制进行手工布局的，所以对我来说没问题。如果你是使用Interface Builder，那么我只能同情你了。

一般情况下，解决这个问题只需要简单使用下ceilf、floorf和 CGRectIntegral 来凑整你的坐标系即可。

通过探索的结果，我有以下几点建议：

• 凑整所有像素相关的数据：UIView的点坐标、宽高和其他数据。
• 追踪你的图像资源：图片必须是像素完美的，否则当它们在视网膜屏上渲染时，它会做一些无必要的抗锯齿处理。
• 定期检查你的环境和上述的问题，因为它可以很快修正。

四、通过“异步加载UI”实现进一步优化

每个中等以上级别的应用都有必要使用带自定义多媒体内容的 cell，如：文本、图片、动画，甚至有时是视频。而所有这些东西都被修饰：头像是圆的、文字带话题标签、用户名等。我们注意到，对于需要尽快返回的 cell，在这点上我们有些麻烦：clipsToBounds 慢，图片从网络加载，字符串要关联话题标签等其他一些麻烦。

优化似乎是这样的：你应执行这些操作，但如果你执行在主线程，那么它不会让你快速返回 cell。后台加载图片并处理圆角，然后将处理过的图片赋值给UIImageView。一次显示所有文本，但在后台关联话题标签，然后刷新带样式的文本。

具体的操作取决于你的 cell 的具体内容，但主要的想法是让它在非主线程运行大量的操作。这些操作不仅是网络相关代码并且使用Instruments 工具来找出所在需要在代码运行的操作。

有时候，我们即使用尽了上面所有的技术都无补于事。GPU仍然不奏效（iPhone 4 + iOS 7），cell中有大量内容，我们将要通过CALayers 来实现动画，因为它真的很难通过drawRect: 方法实现效果。在这种情况下，我们应该在后台渲染其他的一切。

设置 CALayers 为异步显示模式（即使它们简单的文本或图片），也将帮助你提高 FPS，即设置CALayers 的 drawsAsynchronously为 YES。

在 iOS 模拟器运行应用，选择“Debug”菜单的“Color Offscreen-Rendered”选项。现在所有在后台渲染的区域会以黄色突出显示。

如果对一些层启用该模式，但它并没有高亮突出显示，那么这个地方是还不够慢。

为了找到CALayers 的瓶颈并进一步缩小它，你可以使用 XCode Instruments的 Time Profiler工具。

下面是实现异步 UI 的操作列表：

• 找到那个不能让你快速返回 cell的渲染瓶颈。
• 将操作移至后台并更新在主线程的显示内容。
• 最后一招是设置CALayers 为异步显示模式（即使它们简单的文本或图片），这将帮助你提高 FPS。