說(shuō)說(shuō)界面卡頓是怎么產(chǎn)生的食呻？
先說(shuō)屏幕流炕，蘋(píng)果移動(dòng)設(shè)備屏幕，即顯示器的刷新頻率是60HZ仅胞，這是硬件設(shè)備決定的每辟，無(wú)論使用者感覺(jué)卡還是不卡，都會(huì)按照這個(gè)頻率進(jìn)行刷新干旧。顯示器顯示的內(nèi)容是由顯卡渲染的渠欺，顯卡渲染一幀并顯示到顯示器上的時(shí)間點(diǎn)，程序可以通過(guò)CADisplayLink捕獲椎眯。由于iOS設(shè)備都開(kāi)啟了垂直同步挠将，顯卡總是等到顯示器發(fā)出垂直同步信號(hào)后再開(kāi)始渲染下一幀。如果兩次垂直同步信號(hào)之間编整，即16.7ms內(nèi)舔稀，渲染數(shù)據(jù)沒(méi)有準(zhǔn)備好，那么這一幀數(shù)據(jù)就會(huì)丟失掌测，顯示器刷新的仍然是上一幀的數(shù)據(jù)内贮，造成掉幀卡頓。
那么什么情況下會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有準(zhǔn)備好渲染數(shù)據(jù)呢？
這需要考慮渲染數(shù)據(jù)從哪來(lái)夜郁。App主線程在CPU中計(jì)算顯示內(nèi)容什燕，比如視圖的創(chuàng)建、布局計(jì)算拂酣、圖片解碼秋冰、文本繪制等。隨后CPU會(huì)將計(jì)算好的內(nèi)容提交到GPU去婶熬，由GPU進(jìn)行變換剑勾、合成、渲染赵颅。隨后GPU會(huì)把渲染結(jié)果提交到幀緩沖區(qū)去虽另。CPU和GPU不論哪個(gè)阻礙了顯示流程，都會(huì)造成掉幀現(xiàn)象饺谬。
我們?cè)诔绦蛑心茏龅闹挥斜O(jiān)控CPU了捂刺，GPU無(wú)能為力，而且通過(guò)觀察instruments募寨，會(huì)發(fā)現(xiàn)除了離屏渲染族展，其他情況下GPU并不是瓶頸，平時(shí)開(kāi)發(fā)中盡量避免即可拔鹰。主線程上的CPU工作都是在RunLoop中進(jìn)行的仪缸，從下面的偽代碼可以看到主要計(jì)算工作都在kCFRunLoopAfterWaiting和下一次kCFRunLoopBeforeWaiting之間。
setupThisRunLoopRunTimeoutTimer(); //by GCD timer
__CFRunLoopDoObservers(KCFRunLoopEntry);
do
{
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeTimers);
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeSources);
__CFRunLoopDoBlocks(); //處理非延遲的主線程調(diào)用
__CFRunLoopDoSource0(); //處理UIEvent事件
CheckIfExistMessagesInMainDispatchQueue(); //檢查GCD是否有在MainDispatchQueue中要執(zhí)行的事件
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopBeforeWaiting);
mach_port_t wakeUpPort = SleepAndWaitForWakingUpPorts(); //等待內(nèi)核mach_msg事件
//Zzz...
__CFRunLoopDoObservers(kCFRunLoopAfterWaiting);
//處理喚醒事件
if (wakeUpPort == timerPort) //timer喚醒
__CFRunLoopDoTimers();
else if (wakeUpPort == mainDispatchQueuePort) //GCD喚醒
__CFRUNLOOP_IS_SERVICING_THE_MAIN_DISPATCH_QUEUE__()
else //端口喚醒列肢，如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求回來(lái)
__CFRunLoopDoSource1();
__CFRunLoopDoBlocks();
} while (!stop && !timeout);
__CFRunLoopDoObservers(CFRunLoopExit);
所以恰画，可以將監(jiān)控的RunLoop的運(yùn)行時(shí)間，設(shè)置為kCFRunLoopAfterWaiting開(kāi)始到下一次kCFRunLoopBeforeWaiting結(jié)束瓷马。這雖然和系統(tǒng)意義上一次完整的RunLoop不同（系統(tǒng)意義上的一次RunLoop拴还，應(yīng)該和AutoreleasePool的重建時(shí)機(jī)一樣，即kCFRunLoopBeforeWaiting到下一次kCFRunLoopBeforeWaiting之間）欧聘，但是runloop休眠的時(shí)間肯定不能認(rèn)為是卡頓片林。粗略計(jì)算一下，以運(yùn)行時(shí)低于40幀為卡怀骤，則會(huì)掉20幀费封，卡住的時(shí)間約為320ms∩古纾可以假設(shè)如果runloop執(zhí)行超過(guò)了0.3孝偎，主線程無(wú)法將計(jì)算好的內(nèi)容提交給 GPU访敌，會(huì)造成卡頓凉敲。
綜上，為主線程的 RunLoop 添加一個(gè) Observer ，來(lái)檢測(cè) RunLoop 的運(yùn)行情況爷抓。
CFRunLoopObserverContext context = {0, NULL, NULL, NULL};
CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,
kCFRunLoopAllActivities,
YES,
0,
&runLoopObserverCallBack,
&context);
CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
在回調(diào)中势决，使用mach_absolute_time()記錄kCFRunLoopAfterWaiting的時(shí)間點(diǎn)，在下一次kCFRunLoopBeforeWaiting時(shí)計(jì)算RunLoop的運(yùn)行時(shí)間蓝撇，如果超時(shí)果复，可以根據(jù)需求處理，比如dump函數(shù)堆棧渤昌，并上傳監(jiān)控服務(wù)器等虽抄。示例中使用的是斷言處理。
static const NSTimeInterval kRunLoopThreshold = 0.3;
static uint64_t kStartTime = 0;
static void runLoopObserverCallBack(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity, void *info)
{
switch (activity) {
case kCFRunLoopAfterWaiting:
kStartTime = mach_absolute_time();
break;
case kCFRunLoopBeforeWaiting:
if (kStartTime != 0 ) {
uint64_t elapsed = mach_absolute_time() - kStartTime;
mach_timebase_info_data_t timebase;
mach_timebase_info(&timebase);
NSTimeInterval duration = elapsed * timebase.numer / timebase.denom / 1e9;
if (duration > kRunLoopThreshold) {
assert(0);
}
}
break;
default:
break;
}
}
上述計(jì)算中独柑，在kCFRunLoopBeforeWaiting時(shí)每次都需要將mach_absolute_time()的時(shí)間轉(zhuǎn)換成秒迈窟，會(huì)比較浪費(fèi)，可以通過(guò)context參數(shù)傳進(jìn)來(lái)忌栅。
