什么叫做离屏渲染

正常情况下，渲染数据存放在帧缓冲区（Frame Buffer）中，但是在特定条件下，需要先将渲染数据先放在离屏缓冲区（Offscreen Buffer）中，在将多个图层的渲染数据叠加计算后，再传入帧缓冲区进行渲染，这种情况就叫做离屏渲染。

正常渲染流程

APP中的数据经过CPU计算和GPU渲染后，将结果存放在帧缓冲区，利用视频控制器从帧缓冲区中取出，并显示到屏幕上。

• 在GPU的渲染流程中，显示到屏幕上的图像是遵循大画家算法按照由远及近的顺序，依次将结果存储到帧缓冲区
• 视屏控制器从帧缓冲区中读取一帧数据，将其显示到屏幕上后，会立即丢弃这帧数据，不会做任何保留，这样做的目的是可以节省空间，且在屏幕上是各自显示各自的，互相不影响。

离屏渲染流程

当App需要进行额外的渲染和合并时，例如按钮设置圆角，我们是需要对UIButton这个控件中的所有图层都进行圆角+裁剪，然后再将合并后的结果存入帧缓存区，再从帧缓存中取出交由屏幕显示，这时，在正常的渲染流程中，我们是无法做到对所有图层进行圆角裁剪的，因为它是用一个丢一个。所以我们需要提前将处理好的结果放入离屏缓冲区，最后将几个图层进行叠加合并，存放到帧缓冲区，最后屏幕上就是我们想实现的效果。

优点：实现某些特殊的渲染效果；某些情境中可以节省性能。

缺点：需要专门开辟一块离屏缓冲区造成存储量开销，在离屏缓冲区和帧缓冲区中切换上下文造成性能开销。

什么情况会触发离屏渲染

1. 遮罩（masks）

   • mask是覆盖在所有layer及其子layer之上的，可能还带有一定的透明度。
   • mask也是需要等整个layer树绘制完成，再加上mask和组合后的layer进行组合，所以需要开辟一个独立于FrameBuffer的内存，用于将layer及其子layer画完，最后再和mask进行组合，存储到FrameBuffer，视频控制器从FrameBuffer中读取数据显示到屏幕上。

2. 光栅化（shouldRasterize）

   开启光栅化是通过设置属性shouldRasterize，开启光栅化后CALayer会被保存为bitmap放到缓存中，这样在下次需要时可以直接从缓存中取出来显示，这样节省了渲染时间，例如对于设置有阴影效果的复杂视图会对性能有一定的提升。

   nameLabel.layer.shouldRasterize = true//开启光栅化
   

   光栅化使用建议

   • 如果layer不被复用，则没有必要打开光栅化。
   • 如果layer不是静态的，需要被频繁修改，比如处于动画之中，那么开启离屏渲染反而影响效率了。
   • 离屏渲染缓存内容有时间限制，缓存内容100ms，如果这期间没有被使用，就会被丢弃，无法进行复用。
   • 离屏渲染缓存空间有限，超过2.5倍屏幕像素大小的话，也会失效，且无法进行复用了。

3. 裁剪（layer.masksToBounds / view.clipsToBounds）

   我们平时看到的一个CALayer，其实是可以分成三个显示部分的，分别是backgroundColor（背景）、contents（内容）、border（边框）。根据官方文档的说法，设置layer圆角时，只会设置backgroundColor和border的圆角，并不会设置content的圆角，除非同时设置了masksToBounds为true（对应UIView的clipsToBounds属性）。例如

   img1.layer.cornerRadius = 50;			//设置圆角
   img1.layer.masksToBounds = YES;		//使content跟着变为圆角
   

上面图片，在实际渲染中，其实是将backgroundColor和contents叠加后放在帧缓冲区中的。如果设置了圆角，就会先将backgroundColor设置圆角并放在离屏缓冲区，再将contents设置圆角放在缓冲区中。再将离屏缓冲区中叠加后的内容放入帧缓冲区渲染。所以出发了离屏渲染。

经试验，如果背景图设为透明色，则不会触发离屏渲染，原因是，只需要将内容圆角计算即可，不需要和其他图层进行计算后叠加了。

同理，背景色设为透明后，再添加其他拥有内容或背景色的子layer，则又会触发离屏渲染。

总结： 当设置圆角时，需要多个图层计算并叠加的情况，就会触发离屏渲染。

4. 设置了组透明度为YES，并且透明度不为1的layer（layer.allowsGroupOpacity / layer.opacity）

如图，有蓝色、黄色、粉色三个图层，并且黄色和粉色都设置了透明度，则图层叠加的部分（红色边框圈住的部分）所显示的颜色为三种颜色叠加后的颜色。这个叠加颜色并不是自然而然就有的，而是需要计算机底层计算得出来的，这时候就需要依次将三个图层放入离屏缓冲区中，并依次计算重叠部分的颜色，造成离屏渲染。

5. 添加了投影的layer（layer.shadow）

   需要将layer绘制完成后才能确定阴影的形状和区域，所以需要将layer渲染后暂时保存在离屏缓冲区，再渲染阴影。