performance - iOS/核心动画 : Performance tuning

Question

我的应用程序在我的 iPad 上运行。但它的表现非常糟糕——我的速度低于 15fps。谁能帮我优化一下？

它基本上是一个轮子(派生自 UIView)，包含 12 个按钮(派生自 UIControl)。

当用户旋转它时，按钮会动态展开和收缩(例如，12 点钟位置的按钮应该始终是最大的)

所以我的轮子包含:

- (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];  
}

…根据最近的触摸输入计算轮子的新旋转。这里已经有一个性能问题，我正在一个单独的线程中解决:iOS Core-Animation: Performance issues with CATransaction / Interpolating transform matrices

此例程还检查滚轮是否完成了另一个 1/12 圈，如果完成则指示所有 12 个按钮调整大小:

// 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];
    }
}

现在是实际调整大小的代码，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.];
}

我想知道问题是否与排队的多个 transform.scale 操作的开销有关——每个按钮调整大小需要一整秒才能完成，如果我快速旋转轮子，我可能每秒旋转几圈;这意味着每个按钮每秒调整大小 24 次。

** 创建按钮层 **

我想拼图的最后一 block 是查看按钮的 contentsLayer。但是我试过了

contentsLayer.setRasterize = YES;

应该有效地将其存储为位图。因此通过设置，代码实际上动态调整了 12 个位图的大小。

我无法相信这会超出设备的极限。然而，core animation instrument 告诉我的不是这样；当我旋转方向盘时(通过在圆圈中拖动我的手指)，它报告 ~15fps。

这不好:我最终需要在每个按钮内放置一个文本层，这将进一步降低性能(...除非我使用上面的 .setRasterize 设置，在这种情况下它应该是相同的).

一定是我做错了什么!但是什么？

编辑:这里是负责生成按钮内容层(即带阴影的形状)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;
}

如您所见，我正在尝试所有可能的方法，我正在尝试两种制作形状的方法，并且分别切换 .shouldRasterize

** 妥协 UI 设计以获得可接受的帧率 **

编辑:现在我尝试禁用动态调整大小行为，直到轮子进入新位置，并设置 wheel.setRasterize = YES。所以它有效地在手指下方旋转一个预渲染的 UIView(它确实占据了大部分屏幕)(它很乐意这样做 @~60fps)，直到轮子停止，此时它执行这个滞后的调整大小动画( @<20fps).

虽然这给出了一个可以接受的结果，但我不得不以这种方式牺牲我的 UI 设计似乎很疯狂。我确信我一定做错了什么。

编辑:我刚刚尝试手动调整按钮的大小；即在每个按钮中放置一个显示链接回调，并动态计算此给定帧的预期大小，使用 CATransaction 明确禁用动画，就像我对滚轮所做的一样，设置新的转换矩阵(从预期大小生成比例转换)。除此之外，我还设置了按钮内容层 shouldRasterize = YES。所以它应该简单地将每帧 12 个位图缩放到一个本身旋转的 UIView 上。令人惊讶的是，这太慢了，它甚至使模拟器停止运行。这绝对比使用核心动画的动画功能自动执行慢 10 倍。

Answer 1

我没有开发 iPad 应用程序的经验，但我有一些优化视频游戏的经验。所以，我不能给出确切的答案，但我想给出一些优化方面的提示。

Do not guess. Profile it.

您似乎试图在不分析代码的情况下进行更改。更改一些可疑代码并祈祷并没有真正起作用。您应该通过检查每个任务花费的时间 时间以及它们需要运行的频率 来分析您的代码。尝试分解您的任务并放置分析代码以测量时间 和频率。如果您可以测量每个任务使用了多少内存，或者多少其他系统资源，那就更好了。根据证据而不是你的感觉找到你的瓶颈。

对于您的具体问题，您认为当您开始调整大小时程序变得非常慢。但是，您确定吗？它可能是别的东西。在我们拥有实际的分析数据之前，我们无法确定。

Minimize problematic area and measure real performance before making changes.

分析后，您就有了瓶颈候选者。如果您仍然可以将原因分解为几个小任务，那就去做并分析它们，直到您不能再分解为止。然后，通过重复运行它们几千次来尝试测量它们的精确性能。这很重要，因为您需要在进行任何更改之前了解性能(速度和空间)，以便您可以将其与 future 的更改进行比较。

对于您的具体问题，如果调整大小确实是问题所在，请尝试检查它的执行方式。执行一次调整大小调用需要多长时间？您需要多久调整一次大小才能完成您的工作？

Improve it. How? It depends.

现在，您有了有问题的代码块及其当前性能。你现在必须改进它。如何？好吧，这真的取决于问题是什么。你可以搜索更好的算法，如果你可以延迟计算直到你真正需要执行，你可以做lazy fetching，或者你可以做over-eager evaluation 如果您过于频繁地执行相同的操作，则通过缓存一些数据。您越了解原因，就越容易改善它。

对于您的具体问题，这可能只是操作系统 ui 功能的限制。通常，调整按钮大小不仅是调整按钮本身的大小，而且还会使整个区域或其父窗口小部件无效，以便每个 ui 内容都可以正确呈现。调整按钮的大小可能很昂贵，如果是这种情况，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。如果来自 OS API 的图像操作还不够，您可以尝试使用 OpenGL。但是，同样，直到我们实际试用它们并分析这些替代方案时，我们才知道。祝你好运! :)