osg 中获取gpu支持 gpu oc功能

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架构领航员 2024-08-03 14:12:19

文章标签 osg 中获取gpu支持 ios objective-c 可执行文件 ico 文章分类 游戏开发

性能优化、架构设计

1. 性能优化

1.1 CPU和GPU
1.2 CPU卡顿的优化
1.3 GPU的卡顿优化
1.4 离屏渲染
1.5 卡顿检测
1.6 耗电优化
1.7 APP启动时间优化

1.7.1 概述
1.7.2 APP的启动
1.7.3 APP启动优化

1.8 安装包瘦身

2. 架构设计

2.1 概述
2.2 MVC-apple
2.3 MVC-变种
2.4 MVP
2.5 MVVM

3 面试题

4. 推荐

1. 性能优化

1.1 CPU和GPU

在屏幕成像的过程中，CPU和GPU起着至关重要的作用

CPU(Central Processing Unit,中央处理器)：负责对象的创建和销毁，对象属性的调整、布局计算、文本的计算和排版、图片的格式转换和解码，图像的绘制（Core Graphics）
GPU(Craphics Peocessing Unit,图形处理器)：纹理的渲染
渲染的流程图：

屏幕的显示过程，首先由CPU来计算数据，然后由GPU渲染，当收到一个垂直同步信号（VSyc），然后再发送水平垂直信号，直到填满屏幕，显示完这一页的数据

卡顿产生的原因：CPU和GPU所花的时间太长，导致下一个垂直信号来临时，当前的页面渲染数据操作还没有完成，导致无法显示，还是显示上一个完整的画面，也就是我们说的丢帧，也就是卡顿现象。
卡顿原因解决思路：

尽可能减少CPU、GPU资源消耗，按照60FPS的刷帧率，每隔16ms就会有一次VSyc信号（1s=1000ms ->）

1.2 CPU卡顿的优化

尽量用轻量级的对象，比如用不到事件处理的地方，可以考虑使用CAlayer取代UIView（UIView之所以能显示画面，是由其中CALayer这个属性完成的，）
不要频繁第调用UIView的相关属性，比如frame、bounds、transform等属性，尽量减少不必要的修改
尽量提前计算好布局，在有需要的时候一次性调整对应的属性，不要多次修改属性
Autolayout会比直接设置frame消耗更多的CPU资源
图片的size最好刚好跟UIImageView的size保持一次
控制一下线程的最大并发数量
尽量把耗时的操作放到子线程

文本处理（计算尺寸，绘制操作）
图片处理（解码、绘制）（[UIImage imageName@"" ]要显示图片首先是把图片加载成二进制数据，然后需要显示的时候，在把二进制数据解码成能显示的数据，在显示出来）
把图片使用图像上下文绘制在画布上，就完成几码操作这个操作可以在子线程中完成然后再会主线程显示

1.3 GPU的卡顿优化

尽量避免短时间大量的图片显示，尽可能将多张图片合成一张图片
GPU能处理最大纹理是4096x4096，一旦操作这个尺寸，就回占用CPU的资源进行处理，所以纹理最好不要超过这个尺寸
尽量减少视图数量和层次
减少透明的设置（alpha<1）,不透明的就设置opaque为YES
尽量避免出现离屏渲染

1.4 离屏渲染

在OpenGL中，GPU有2种渲染方式

On-Screen Rendering: 当前屏幕渲染，在当前用于显示的屏幕缓冲区进项渲染操作
Off-Screen Rendering：离屏渲染，在当前屏幕缓冲区之外新开辟一个缓冲区进行渲染操作

离屏渲染消耗性能的原因

需要创建新的缓冲区
离屏渲染的整个过程，需要多次切换上下文环境，先是从当前屏幕（On-Screen）切换到离屏（Off-Scrren）;等到离屏渲染结束以后，讲离屏缓冲区渲染的结果显示到屏幕上，又需要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕

那些操作会出发离屏渲染

光栅化：layer。shouldRasterize = YES
遮罩: layer.mask
圆角：同时设置layer.maskToBounds = YES，layer.cornerRadius大于0（考虑通过CoreGraphics绘制裁剪圆角，或者叫美工提供圆角图片）
阴影：layer.shadowXXX,如果设置了layer.shadowPath就不会产生离屏渲染

1.5 卡顿检测

平时说的卡顿主要是因为主线程执行了比较耗时的操作
可以添加Observer到主线程runLoop中，通过监听RunLoop状态切换的耗时，已达到监控卡顿的目的（添加一个Observer到主线程的Runloop中，去监听Runloop休眠之前到处理Source0中间过程的时间长短，来判断是够有耗时操作）
卡顿检测：

1.6 耗电优化

耗电的主要来源： CPU处理（Processing）、网络（Networking）、定位（Location）、图像（Graphics）
耗电优化思路：

尽可能降低CPU、GPU的功耗
少用定时器
优化I/O操作

尽量不要频繁写入小数据，最好批量一次性写入
读写大量重要数据时，考虑使用dispatch_io,其提供了基于GCD的异步操作文件I/O的API，用dispatch_io系统会优化磁盘访问
数据量比较大时。建议使用数据库（比如：SQLite、CoreData）

网络优化:

减少、压缩网络数据
如果多次请求的结果是相同的，尽量使用缓存
使用断点续传，否则网络不稳定时可能多次传输相同内容
网络不可用时，不要尝试执行网路请求
让用户可以取消长时间运行或则速度很慢的网络操作，设置合理的超时时间
批量传输，比如，下载视频时，不要传输很小的数据包，直接下载整个文件或者一大块一大块地下载，如果下载广告，一次性多下载一些，然后在慢慢的展示，如果下载电子软件，一次下载多封，不要一封一封的下载

定位优化：

如果只是需要快速确定用户的位置，最好用CLLocationManager的requestLocation方法，定位完成后，会自动让定位硬件断电
如果不是导航应用，尽量不要实时跟新位置，定位完毕就关掉定位服务
尽量降低定位精度，比如尽量不要使用进度最高的kCLLocationAccuracyBest
需要后台定位，尽量设置pausesLocationUpdatesAutomatically为YES，如果用户不移动的时候,系统会自动暂停位置更新

1.7 APP启动时间优化

1.7.1 概述

APP的启动分为2种

冷启动(Cold launch)：从零开始启动APP
热启动(Warm Launch):从APP已经存在内存中，在后台存活着，再次点击图标启动APP

APP的启动时间优化，主要是针对冷启动的优化
通过添加环境变量可以打印出APP的启动时间分析（Edit scheme -> Run -> Argument）

DYLD_PRINT_STATISTICS设置为1
如果需要更详细的信息，那就将DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS设置为1
设置流程：

APP启动在400ms以内比较正常，超过400 甚至更多可能需要优化

1.7.2 APP的启动

APP的冷启动概括为3个阶段

dyld: 动态库的加载
runtime：加载所有可执行文件
main：启动app

启动流程图：

osg 中获取gpu支持 gpu oc功能_objective-c

APP启动-dyld

dyld(dynamic link editor)，Apple的动态连接器，可以用来装载Mach-O文件（可执行文件、动态库等），那启动APP时，dyld所做的事情有

装载APP的可执行文件，同时会递归所有依赖的动态库
当dyld把可执行文件、动态库都装载完毕后，会通知Runtime进行下一步处理

APP启动- Runtime所做的事情

调用map_images进行可执行文件内容的解析和处理
在load_images中调用call_load_methods,调用所有的Class和Category的+load方法
进行各种objc结构的初始化（注册objc类，初始化对象等等）
调用C++静态初始化器和__attribute__((constructor))修饰的函数
到此为止，可执行文件和动态库中所有的符号（Class、Protocol、Selector、IMP，…）都已经按照格式成功加载内存中，被runtime所管理

APP启动-main

APP的启动由dyld主导，讲可执行文件加载到内存，顺便加载所有的依赖的动态库
并由runtime负责加载成objc定义的结构
所有初始化工作结束后，dyld就会调用main函数
接下来就是UIApplicationMain，AppDelegate的didFinishLaunchingWithOptions方法

1.7.3 APP启动优化

按照不同的阶段：

dyld：

减少动态库、合并一些动态库（定期清理一些不必要的动态库）
减少objc 的类、分类的数量、减少Selector数量（定期清理不必要的类、分类）
减少C++虚函数数量
Swift尽量使用struct

runtime：

用+initialize（在类第一次收到消息时调用）方法和dispatch_once取代所有的__attribute__((constructor))C++静态构造函数、objc的+load（在runtime加载类，分类的时候调用）方法

main：在不影响用户体验的情况的前提下，尽可能将一些操作延迟，不要全部都放在didFinishLaunchingWithOptions方法中

1.8 安装包瘦身

安装包(IPA)主要由可执行文件，资源组成
资源（图片，音频、视频等）

采取无损压缩
去除没有用资源：检测APP没有资源

可执行文件瘦身：

编译器优化

Strip Linked Product、Make String Read-Only、Symbols Hidden by Default设置为YES，不过现在版本的Xocde都已经默认设置也YES
去掉异常支持，Enable C++ Exceptions、Enable Objective-c Exceptions设置为NO，Other C Flags添加-fno-exceptions

利用AppCode(需要收费)检查未使用的代码：菜单栏-> Code -> Inspec Code
编写LLVM插件检测出重复代码，未被调用的代码
生成LinkMap文件，可以查看可执行文件的具体组成(直接修改路径，在编译即可):
可借助第三方工具解析LinkMap文件：解析LinkMap文件

2. 架构设计

2.1 概述

架构(Architecture)：

软件开发中的设计方案
类与类之间的关系，模块和模块之间的关系、客户和服务端的管理
常见的架构名词：MVC、MVP、MVVM、VIPER、CDD、三层架构

2.2 MVC-apple

苹果官方的MVC模式

优点：View、Model都不知道对方的存在，完全是靠Controller来联系；可以重复利用。如果需要通用的View，可以暴露出一些属性的情况下采用这种方式，重复利用度很高，还可以独立使用
缺点： 如果界面比较复杂，控制器的会变得很臃肿
结构图：

此模式的最经典的运用是UITableView：

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath{
    UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:cellIdentifier];
    
    if (cell == nil) {
        cell = [[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleSubtitle reuseIdentifier:cellIdentifier];
    }
    
    //核心代码： view和model不知道对方没有任何连接，完全通过Controlelr
    //来实现逻辑联系 
    GYNews *model = self.news[indexPath.row];
    // 暴露出view中的属性直接赋值
    cell.textLabel.text = model.title;
    cell.detailTextLabel.text = model.content;
    
    return cell;
}

2.3 MVC-变种

平常我们项目中变种的MVC模式：
优点: 对Controller进行瘦身，讲View的内部细节封装起来，外界不知道View的内部是怎么实现的
缺点： View依赖于Model（View和Model捆绑在一起，如果想要重复利用Model的类型必须是一样的）
View的事件通过传递通过代理方法

#import "GYNews.h"
@class GYNewsView;

@protocol GYNewsViewDelegate <NSObject>

- (void)viewOnClick:(GYNewsView *_Nonnull)view;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface GYNewsView : UIView

@property (nonatomic, strong)GYNews *model;

@property (nonatomic, weak)id<GYNewsViewDelegate> delegate;
@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

@interface GYNewsView ()

@property (nonatomic, strong)UIImageView *iconImageView;

@property (nonatomic, strong)UILabel *titleLable;


@end

@implementation GYNewsView

- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame
{
    self = [super initWithFrame:frame];
    if (self) {
        [self setupUI];
    }
    return self;
}

- (void)setupUI {
    self.iconImageView.frame = CGRectMake(0, 0, self.bounds.size.width, self.bounds.size.height-30);
    self.titleLable.frame = CGRectMake(0, self.bounds.size.height-30, self.bounds.size.width, 30);
    [self addSubview:self.iconImageView];
    [self addSubview:self.titleLable];
}

//核心代码 
- (void)setModel:(GYNews *)model {
    _model = model;
    
    self.iconImageView.image = [UIImage imageNamed:model.imageName];
    self.titleLable.text = model.title;
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(viewOnClick:)]) {
        [self.delegate viewOnClick:self];
    }
}

#pragma mark --  懒加载

- (UILabel *)titleLable {
    if (!_titleLable) {
        _titleLable = [[UILabel alloc] init];
        _titleLable.textAlignment = NSTextAlignmentCenter;
    }
    
    return _titleLable;
}

- (UIImageView *)iconImageView {
    if (!_iconImageView) {
        _iconImageView = [[UIImageView alloc] init];
    }
    
    return _iconImageView;
}

@end


//创建数据模型
    GYNews *model = [[GYNews alloc] init];
    model.imageName = @"icon_cplz_operation_pause";
    model.title = @"测试标题";
    
    GYNewsView *newsView = [[GYNewsView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)];
    newsView.backgroundColor = UIColor.grayColor;
    newsView.model = model;
    newsView.delegate = self;
    [self.view addSubview: newsView];

2.4 MVP

把控制器的一些逻辑，转移到present对象中，如果有多个view的业务逻辑，可能需要多个present对象，而Controller从原来的中间对像变成只负责管理presnet对象，而present对象代理Controller原来的位置
给控制器瘦身，方便代码的逻辑维护，但是需要增加很多present类

@interface GYPresent : NSObject

- (instancetype)initWithController:(UIViewController *)controller;
@end
#import "GYPresent.h"
#import "GYNews.h"
#import "GYNewsView.h"

@interface GYPresent ()<GYNewsViewDelegate>

@property (nonatomic, weak)UIViewController *controller;
@end

@implementation GYPresent

- (instancetype)initWithController:(UIViewController *)controller
{
    self = [super init];
    if (self) {
        self.controller = controller;
        [self setupUI];
    }
    return self;
}

- (void)setupUI {
    //创建数据模型
    GYNews *model = [[GYNews alloc] init];
    model.imageName = @"icon_cplz_operation_pause";
    model.title = @"测试标题";
    
    GYNewsView *newsView = [[GYNewsView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)];
    newsView.backgroundColor = UIColor.grayColor;
    //这里也可以暴露属性直接赋值，可以写一个方法赋值
    [newsView setIconImage:model.imageName title:model.title];
    newsView.delegate = self;
    [self.controller.view addSubview: newsView];
}

- (void)viewOnClick:(GYNewsView *)view {
    NSLog(@"GYPresent  捕捉到了view onClick");
}
@end

//@interface ViewController ()

@property (nonatomic, strong)GYPresent *present;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.present = [[GYPresent alloc] initWithController:self];
}

2.5 MVVM

和MVP相同的是，把View和Model的一些业务逻辑,会放到ViewModel中，而不会放到Controller中，Controller中只需要管理好ViewModel就好了
不同点：MVVM中View中是可以监听到ViewModel中数据的改变，如果数据发生改变，那么View会自动更新，但是MVP中View的更新是靠Present来控制的
MVVM的核心：属性监听的问题(View和ViewModel是双向绑定的,View持有ViewModel对象，也就是View中有一个属性是ViewModel对象)
结构图:

osg 中获取gpu支持 gpu oc功能_objective-c_02

核心代码：

//ViewModel中的属性
@interface GYAppViewModel() <GYNewsViewDelegate>
@property (weak, nonatomic) UIViewController *controller;
@property (copy, nonatomic) NSString *title;
@property (copy, nonatomic) NSString *imageName;
@end

@interface GYNewsView : UIView
@property (weak, nonatomic) GYAppViewModel *viewModel;
@property (weak, nonatomic) id<GYNewsViewDelegate> delegate;
@end

@implementation MJAppView
- (void)setViewModel:(GYAppViewModel *)viewModel
{
    _viewModel = viewModel;
    
    //使用KVC来监听ViewModel中的属性，ViewModel中只要数据发生变化，View就回自动更新
    __weak typeof(self) waekSelf = self;
    [self.KVOController observe:viewModel keyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew block:^(id  _Nullable observer, id  _Nonnull object, NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> * _Nonnull change) {
        waekSelf.nameLabel.text = change[NSKeyValueChangeNewKey];
    }];
    
    [self.KVOController observe:viewModel keyPath:@"image" options:NSKeyValueObservingOptionNew block:^(id  _Nullable observer, id  _Nonnull object, NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> * _Nonnull change) {
        waekSelf.iconView.image = [UIImage imageNamed:change[NSKeyValueChangeNewKey]];
    }];
}
@end

3 面试题

您在项目中是怎么优化内存的？
优化你是从哪几方面着手？
列表卡顿的原因可能有哪些了？你平时是怎么优化的？
遇到tableView卡顿嘛？会造成卡顿的原因大致有哪些？
讲讲MVC、MVVM、MVP，以及你在项目中具体是怎么写的
你自己用过哪些设计模式
一般开始做一个项目，你的架构是如何思考的

4. 推荐

数据结构和算法

严蔚敏，《数据结构》
《大话数据结构和算法》

网络

《HTTP权威指南》
《TCP/IP详解卷I：协议》

架构与设计模式

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