iOS / Core-Animation：性能调优

我有我的应用程序在我的iPad上运行。 但performance非常糟糕 – 我低于15fps。 任何人都可以帮助我优化？

它基本上是一个包含12个button（从UIControl派生）的轮子（派生自UIView）。

当用户旋转它时，button会dynamic扩展和收缩（例如12点钟位置的那个应该总是最大的）

所以我的车轮包含一个：

- (void) displayLinkIsCallingBack: (CADisplayLink *) dispLink { : // using CATransaction like this goes from 14fps to 19fps [CATransaction begin]; [CATransaction setDisableActions: YES]; // NEG, as coord system is flipped/fucked self.transform = CGAffineTransformMakeRotation(-thetaWheel); [CATransaction commit]; if (BLA) [self rotateNotch: direction]; } 

…从最近的触摸input计算轮子的新的旋转。 已经有一个性能问题，我正在寻找一个单独的线程： iOS Core-Animation：CATransaction / Interpolating变换matrix的性能问题

这个程序还检查车轮是否已经完成了另一个1/12的旋转，如果是，则指示所有12个button的大小调整：

 // Wheel.m - (void) rotateNotch: (int) direction { for (int i=0; i < [self buttonCount] ; i++) { CustomButton * b = (CustomButton *) [self.buttons objectAtIndex: i]; // Note that b.btnSize is a dynamic property which will calculate // the desired button size based on the button index and the wheels rotation. [b resize: b.btnSize]; } } 

现在对于实际的resize的代码，在button.m中：

 // Button.m - (void) scaleFrom: (float) s_old to: (float) s_new time: (float) t { CABasicAnimation * scaleAnimation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath: @"transform.scale"]; [scaleAnimation setDuration: t ]; [scaleAnimation setFromValue: (id) [NSNumber numberWithDouble: s_old] ]; [scaleAnimation setToValue: (id) [NSNumber numberWithDouble: s_new] ]; [scaleAnimation setTimingFunction: [CAMediaTimingFunction functionWithName: kCAMediaTimingFunctionEaseOut] ]; [scaleAnimation setFillMode: kCAFillModeForwards]; scaleAnimation.removedOnCompletion = NO; [self.contentsLayer addAnimation: scaleAnimation forKey: @"transform.scale"]; if (self.displayShadow && self.shadowLayer) [self.shadowLayer addAnimation: scaleAnimation forKey: @"transform.scale"]; size = s_new; } // - - - - (void) resize: (float) newSize { [self scaleFrom: size to: newSize time: 1.]; } 

我不知道这个问题是否与多个转换的开销有关，比如排队等比例的操作 – 每个button的大小调整都需要一秒钟的时间才能完成，如果我快速旋转轮子，我可能会每秒钟旋转几圈; 这意味着每个button每秒resize24次。

**创buildbutton的图层**

我猜的最后一块难题是查看button的contentsLayer。 但我已经尝试过了

 contentsLayer.setRasterize = YES; 

这应该有效地将其存储为位图。 所以设置代码实际上是dynamic调整12位图的大小。

我不敢相信这是超出其极限的设备。 不过，核心animation工具告诉我，否则; 当我旋转轮子（通过拖动我的手指在圈子），它报告〜15fps。

这是不好的：我最终需要在每个button内放置一个文本层，这会进一步拖延性能（除非我使用上面的.setRasterize设置，在这种情况下应该是相同的）。

必须有一些我做错了！ 但是什么？

编辑：这里是负责生成button内容层（即阴影的形状）的代码：

 - (CALayer *) makeContentsLayer { CAShapeLayer * shapeOutline = [CAShapeLayer layer]; shapeOutline.path = self.pOutline; CALayer * contents = [CALayer layer]; // get the smallest rectangle centred on (0,0) that completely contains the button CGRect R = CGRectIntegral(CGPathGetPathBoundingBox(self.pOutline)); float xMax = MAX(abs(R.origin.x), abs(R.origin.x+R.size.width)); float yMax = MAX(abs(R.origin.y), abs(R.origin.y+R.size.height)); CGRect S = CGRectMake(-xMax, -yMax, 2*xMax, 2*yMax); contents.bounds = S; contents.shouldRasterize = YES; // try NO also switch (technique) { case kMethodMask: // clip contents layer by outline (outline centered on (0, 0)) contents.backgroundColor = self.clr; contents.mask = shapeOutline; break; case kMethodComposite: shapeOutline.fillColor = self.clr; [contents addSublayer: shapeOutline]; self.shapeLayer = shapeOutline; break; default: break; } if (NO) [self markPosition: CGPointZero onLayer: contents ]; //[self refreshTextLayer]; //[contents addSublayer: self.shapeLayerForText]; return contents; } 

正如你所看到的，我尝试了所有可能的方法，我正在尝试两种方法来制作形状，另外我正在切换.shouldRasterize

**妥协的UIdevise，以获得可容忍的帧率**

编辑：现在我已经尝试禁用dynamicresize的行为，直到车轮安定到一个新的位置，并设置wheel.setRasterize = YES。 所以它有效地旋转了一个单独的预渲染UIView（这是承认占据大部分的屏幕）在手指下（它愉快地@@ 60fps），直到轮rest，在这一点上，它执行这个laggy调整animation@ <20FPS）。

虽然这给了一个可以忍受的结果，但我似乎很难以这种方式牺牲我的UIdevise。 我确信我一定在做错事。

编辑：我刚刚尝试作为一个实验手动调整button; 即在每个button中放置一个显示链接callback，并dynamic计算给定框架的预期大小，使用CATransaction显式禁用animation，就像我对轮子所做的一样，设置新的变换matrix（从预期的大小生成的变换matrix）。 添加到这个我已经设置button内容层shouldRasterize = YES。 所以它应该简单地缩放每个帧12位图到一个单独的UIView本身旋转。 令人惊讶的是，这是死的缓慢，它甚至使模拟器停下来。 这绝对比自动使用核心animation的animationfunction慢10倍。

Answer 1

我在开发iPad应用程序方面没有任何经验，但我在优化video游戏方面有一些经验。 所以，我不能给出确切的答案，但我想提供一些优化技巧。

不要猜测。 configuration文件。

看来你正在尝试进行更改而不分析代码。 改变一些可疑的代码，并通过你的手指并没有真正的工作。 您应该通过检查每个任务需要多long以及需要多long运行来configuration您的代码。 尝试分解你的任务，并把分析代码来衡量time和frequency 。 如果可以测量每个任务使用多lessmemory或多less其他系统资源，则会更好。 根据证据找出你的瓶颈，而不是你的感觉。

对于您的具体问题，当您resize的工作开始时，您认为程序变得非常慢。但是，您确定吗？ 这可能是别的。 我们不知道，直到我们有实际的分析数据。

最小化问题区域并在进行更改之前衡量实际性能。

分析后，你有一个候选人的瓶颈。 如果你仍然可以把原因分成几个小任务，那就去分析它们，直到你不能再分裂为止。 然后，尝试通过反复运行几千次来衡量其精确性能。 这一点很重要，因为您在进行任何更改之前需要知道性能（速度和空间），以便将其与未来的更改进行比较。

对于您的具体问题，如果resize真的是问题，请尝试检查它的执行情况。 执行一次resize需要多长时间？ 你需要多长时间调整一下工作来完成工作？

改进它。 怎么样？ 这取决于。

现在，你有问题的代码块和当前的性能。 你现在必须改善它。 怎么样？ 那么，这真的取决于问题是什么。 你可以searchbetter algorithms ，如果你可以延迟计算，直到你真的需要执行，你可以做lazy fetching ，或者如果你经常做同样的操作，可以通过caching一些数据来进行over-eager evaluation 。 你知道原因越好，你就越容易改善。

对于你的具体问题，这可能只是OS UIfunction的限制。 通常情况下，resizebutton不仅仅是resizebutton本身，但它也invalidates整个区域或其父部件invalidates使每个用户的东西可以正确呈现。 resizebutton可能是昂贵的，如果是这样的话，您可以通过简单地使用基于图像的方法而不是基于OS ui的系统来解决问题。 如果OS API的图像操作不够，可以尝试使用OpenGL。 但是，再次，我们不知道，直到我们实际尝试了他们，并profile这些替代品。 祝你好运！ 🙂

Answer 2

尝试没有你的阴影，看看是否提高性能。 我想这会大大改善。 然后我会考虑使用CALayer的阴影path来渲染阴影。 这将大大提高阴影渲染性能。

来自去年WWDC的苹果核心animationvideo有很多关于核心animation性能提升的信息。

顺便说一下，我现在正在为一些更复杂的事情制作animation，而且即使在较老的iPhone 3G上，它也能够很好地工作。 硬件/软件是相当有能力的。

Answer 3

你应该在OpenGL中重新做这个

Answer 4

你是否在你的图层上使用阴影是造成性能问题的原因，那么你有2个选项AFAIK： – 以这种方式设置shadowPath，CA不必每次计算它 – 去除阴影并使用图像replace

Answer 5

我知道这个问题是旧的，但仍然是最新的。 CoreAnimation （CA）只是OpenGL的一个封装，或者也可能是Metal的封装。 实际上，图层是在矩形上绘制的纹理，animation是使用3D变换表示的。 由于所有这些都是由GPU来处理，所以它应该是超快的，但事实并非如此。 整个CA子系统似乎相当复杂，AppKit / UIKit和3D世界之间的翻译比看起来更难（如果你曾经试图自己写这样一个包装器，你知道它有多难）。 对于程序员来说，CA提供了一个超级简单的界面，但是这个简单的代价是一个价格。 我所有的优化非常慢的CA的尝试都是徒劳的， 你可以加快一点，但是在某些时候你必须重新考虑你的方法：CA可以快速完成工作，或者你需要停止使用CA，或者使用经典的视图绘图（如果CPU可以解决这个问题），或者使用3D API自己实现animation（然后GPU就可以完成），在这种情况下，您可以决定3D世界与其他应用程序的交互方式; 价格是更多的代码写或更复杂的API使用，但结果将说明自己到底。

不过，我想提供一些有关加快CA的通用技巧：

• 每次“绘制”图层或将内容加载到图层（新图像）时，需要更新支持此图层的纹理的数据。 每个3D程序员都知道：更新纹理非常昂贵 。 避免这一点，不惜一切代价。
• 不要使用巨大的图层，就好像图层太大而无法直接被GPU作为单个纹理处理一样，它们会被分割成多个纹理，这只会使性能变差。
• 不要使用太多的图层，因为GPU可以在纹理上花费的内存量往往是有限的。 如果你需要更多的内存超过这个限制，纹理被换出（从GPU内存中移除，为其他纹理腾出空间，稍后在需要绘制时再添加）。 看上面的第一个技巧，这种交换是非常昂贵的 。
• 不要重绘那些不需要重画的东西，而是将图片caching到图片中。 如绘制阴影和绘制渐变都是昂贵的 ，通常很less改变。 因此，不要让CA每次绘制它们，只需将它们绘制到图层上，或者将其绘制到图像上，然后将该图像加载到CALayer ，然后将图层放置在需要的位置。 监视什么时候需要更新它们（例如，如果对象的大小已经改变），然后重新绘制它们，一次又一次地caching结果。 CA本身也尝试caching结果，但如果您控制自己的caching，则会获得更好的结果。
• 小心透明。 绘制一个不透明的层总是比绘制不透明层要快。 因此，避免在不需要的地方使用透明度，因为系统不会扫描您的所有内容以获得透明度（或缺less透明度）。 如果一个NSView包含其父对象的区域，则创build一个自定义的子类并覆盖isOpaque以返回YES 。 对于UIView和其父层和兄弟层都不会发光的图层也是如此，但是在这里只需将opaque属性设置为YES 。

如果没有一个真正有帮助的话，那么你就是把CA推向极限，而你可能需要用别的东西代替它。