直播应用送礼大动画实现。直播APP送礼金 关键帧动画内存优化。

送红包作为观众打赏支持主播的相同栽办法, 也是直播应用的同样异常收益来自,
每个直播平台还包含送礼就同样功力, 并且都管礼金动画效果做的专门炫酷.
如此的动画片效果更添配花或帅哥主播的平词”谢谢某某某送的要命飞机~”,
是不是考虑都产生硌小震动, 感觉瞬间成了全场的节骨眼?

由要以路面临优化送礼品内存暴涨的问题,所以在网上搜索了广大材料。最后找到一个略带伙伴的,非常科学,解决了我的题目。
以史为鉴这篇稿子:https://www.jianshu.com/p/4135b7de046c

正文主要描述的便是殊礼动效的落实. 全文共3000配左右,
大概阅读时也5~12分钟.

UIImageView自带的animationImages来开行帧播放会出现内存激增的情况.

先行放大上本序列帧播放方案实现之卡通片引擎FXAnimationEngine,
Demo中贯彻了直播中礼物队列、礼物配置、礼物列表,
另外还分别就此动画引擎以及本生Core Animation去播放序列帧动画为开比较.

1.加载图的措施优化
imageNamed方法创建对象的步子如下:

然后国际惯例, 上少布置图

依据图片文件称当缓存池中摸索图片数,如存,则创建对象并回到;
倘无在,则打bundle中加载图片数,创建对象并赶回;
一经相应的图纸数不存在,返回nil。

梦城堡

不缓存:imageWithContentsOfFile:
得传入图片文件之全名(全路线+文件称)。
无法加载Images.xcassets中的图形。

天使

良图片最好使用imageWithContentsOfFile,内存会释放。


那有啊艺术可免为? 可为每次播放到啦一样帧时即失加载那一帧的图样,
即每次只加载一张图片及内存中. 这样当播放到下同样摆设图片时,
上同摆图纸都任外引用, 系统自会对其展开释放.

如出一辙、直播应用礼物动画的普遍方案

偏偏个人了解, 实现iOS侧动画配置化常见方案有如下几栽:

iOS方案 优点 缺点
Core Animation(此处不计CAKeyFrameAnimation) 效果流畅逼真 安卓需重新实现; 配置化成本高, 需自定义模型、协议、转换方法等(iOS侧已有现成工具, 某几家直播公司想必也有自己的动画配置化工具); 不解决动态配置问题, 则只能随包更新.
序列帧播放(CAKeyframeAnimation、CADisplaylink、ImageView等) 设计哥工具可直接导出动画序列帧图片, 简单易用; 多平台兼容 效果略差; 图片帧数多易导致资源大
Cocos2d-x 效果好; 多平台兼容 学习成本; 相应动画制作工具; 必须引入Cocos2d库;
Lottie 横跨三端, iOS, Android, React Native. 设计师可以完全按照自己的想法设计. 无需考虑实现这一块. 内存占用? 作者本人尚未使用过, 不敢妄自评论

好观看, 序列帧播放方案是内最简易易行的一个. 在我看来,
花椒直播于是的便凡是即刻套方案, 他们每一个动画,
都见面相应一个配置文件config.ini及针对应该动画的具备班帧图片.

谢兴趣之爱人可变换至最后一部分礼物资源的下载策略、资源目录结构等连锁内容,
更建议尝试去追一下花椒、映客等主流直播应用之bundle目录以及document中的资源.

随即便是极端简便可行的一致学方案.
但是咱无能为力凭CAAnimation及其派生类CAKeyframeAnimation来落实即时等同方案,
因为具有的图都见面解码导致占用大量底内存.

第二、序列帧播放方案实施

而咱得透过CADisplayLink来落实该方案,
选CADisplayLink的原委是它于NSTimer精度要高多,
正常情形下CADisplayLink的回调会当屏幕每次刷新时触发,
即一般1/60秒触发一样坏, 适合用来做UI的重绘,
因此可经它们来周期性的轮换关键帧图片, 从而达到播放动画的效益.
那么具体怎么开呢?

2.1 实现方式

班帧播放动画一方案的切实可行落实必须能满足以下需要:

  1. 图形展示: CALayer、UIImageView
  2. 照日间隔逐帧播放:
    CAKeyframeAnimation、UIImageView、定时器类(CADisplayLink、NSTimer、dispatch_source_t)+切换关键帧逻辑
  3. 供所有班帧播放了的风波: CAAnimationDelegate、CATransaction
    CompletionBlock、定时器类+回调触发逻辑

结缘方式多, 比如: CALayer+CAKeyframeAnimation+delegate,
UIImageView+定时器, CALayer+定时器类等等.

咱俩事先选定这同一效仿组合展开实践: CALayer+CAKeyframeAnimation+delegate

// 伪代码
- (void)startAnimation {
    UIImage *frame = [UIImage imageWithContentsOfFile:...];
    NSArray<UIImage *> *frames = @[(id)frame.CGImage, ...];
    CAKeyframeAnimation *keyframeAnim = ...;
    keyframeAnim.contents = frames;
    ...
    keyframeAnim.delegate = self;
    [xxx.layer addAnimation:keyframeAnim forKey:@"xxx"];
}

- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag {
    // 触发动画播放结束(全部播放完、中途结束)回调
    ...
}

一旦此你都下载了Demo, 可以打开Debug
Navigator(cmd+6)简单翻看内存增长或留意Xcode
Instrument-Allocations中VM:ImageIO_PNG_Data同样桩,
就会盼出内存增长波峰. 而且序列帧图片越多, 波峰越明显.

那么其它方案是否出现了一致之问题吗? 是的, 其他方案一样会这么,
换成UIImageView自带的animationImages来做序列帧播放或是其他组成措施,
也应运而生内存激增的情况.

每当CADisplayLink的回调中拿走两不善屏幕刷新的间隔时间,
通过持续的长间隔时间来判断究竟的工夫是否早已满足下一致轴的广播时刻,
如果大于下同样幅的播放时刻就是好替换为产同样幅图片了,
直至最后一布置关键帧也播放完成.

2.2 了解图片加载

每当咱们搞明白是啊招内存激增前, 我们事先了解一下图形从磁盘加载,
到写副内存, 最后显示到屏幕及分别都来了啊. 大致分为如下步骤:

  1. 为磁盘中之图纸创建映射
  2. IO操作读取图片数据流
  3. 图形解码位图拷贝, 写副内存
  4. 硬件绘制渲染到屏幕

选个例证, 我们如果在1秒内播放了一个包含5布置关键帧图片的卡通片,
每张图片的停留时间、切换时若是下图2.3.2.a所示.
所以第0秒的时光便开始展示第一摆设关键帧, 直到1.0秒即一阵子常常, 动画播放结束.

2.2.1 映射文件

当我们通过[UIImage imageWithContentsOfFile:]于磁盘加载图片数据流,
实际上不过是也者图片创建了一个文本映射数据,
图片文件既没真正叫加载到内存,
更未曾吃解码成位图的形式而供应Core
Animation传递让底层硬件进行渲染, 故此时内存并无见面显增多,
也未见面并发因为解码操作造成CPU使用多的情形.
但于网下充斥图片数未包含在内.

简言之提及一下照文件:

A mapped file uses virtual memory techniques to avoid copying
pages of the file into memory until they are actually needed.

直译就是一个映射文件指虚拟内存技术来避免当他俩还尚未真的使及常就吃拷贝到内存中.

脚来平等组对比说明一下:

对照组一

- (void)test1 {
    UIImage *frame = [UIImage imageWithContentsOfFile:filePath];
    // 确保超出局部作用域后, 依旧保持对这个Image对象的强引用
    self.frame = frame;
}
// 待上方函数执行完后, 再查看内存使用情况

相对而言组二

- (void)test2 {
    UIImage *frame = [UIImage imageWithContentsOfFile:filePath];
    self.imageview.image = frame;
}

俺们好窥见相比组二的内存占用明显较对照组一致假如多.
即通过imageWithContentsOfFile:创建的UIImage对象后, 内存并没有确定性增强,
等我们用拖欠UIImage对象赋值给UIImageView的image属性后底某时刻,
内存才出现鲜明增长.

此间又留下几独问题:

  1. 咱且懂imageWithName:术加载的图纸, 会被系统缓存,
    那么首先糟糕经过该办法进行如达到少只比组的试, 结果什么呢?
  2. 通过imageWithName:办法第2、3..n坏加载同名图片时,
    加载的图片数流会不会见还给解码? 期间CPU占用起没有发增?
  3. 尝试把创建的UIImage对象桥接赋值给CALayer的contents属性, 结果如何?

此外, 如果还亟需越来越优化,
我们好进入图片异步解码、图片预加载逻辑等方案.

2.2.2 浅谈CALayer的隐式动画以及业务

自从达成同节省被,
我们发现当为UIImageView的image属性或CALayer的contents属性赋值Image对象后的某某说话,
内存和CPU占用才会产出显著变化. 那是坐各级一样赖Runloop循环, Core
Animation都见面在那开创造一个卡通事务,
在本次Runloop结束时才去实践有添加到该业务里之兼具动画操作.
此刻图才给解码加载入内存,
图片数会被解码为渲染可用之bitmap数据.
一些息息相关细节而圈我任何一样首分享.

浅谈CALayer隐式动画及业务

  • 异步图片解码, 图片解码是相同起于耗时、比较占CPU的操作,
    对于无解码的图样, 系统一般会在主线程对那进展解码,
    所以可以通过以异步线程进行图纸强制解压缩, 从而无占UI线程.
    关于图片解码的详情, 强烈推荐议论 iOS
    中图纸的解压缩.

  • 图表预加载, 这个就算是以进一步节约上下文切换时,
    即前后两张图切换的时间. 就是若完成当及同样幅图片播放完时,
    我们决不等下一致张图纸解码完成后重新开展图纸的切换,
    而是可以直接打曾经解码图片的缓存队列中取出直接进行切换.
    预加载我个人觉得其实主要就是阈值的最为精良选择,
    可参照预加载与智能预加载一文.

2.3 解决内存激增问题

目前咱们面临的题目是无论以何种实现方案, 在尽序列帧动画时,
所有图片都见面叫解码成为位图并载入内存中.

上图:

2.3.1 解压后底图样所占有内存大小

图形解码后底格式为位图形式.
位图是由于同组像素(pixel)组成的, 每一个像素就代表图片中之一个点.
比如大规模的JPEG, 以及PNG格式的图形文件还是位图图片.

我们尚欲明白, JPEG和PNG图片实际上都是平等种植编码/压缩后底各项图格式,
它们是未可知直接用来图片渲染的, 所以得事先对那缩减的数目进行解码/解压缩操作.

这就是说等同摆设解压后底号图其所占内存大小怎么计算也?

这边设我们有同一摆32个的PNG格式图片, 其像素格式为RGBA四局部构成,
每有占用8号, 该图片尺寸为160px * 320px.

32位的图片意味着其每个像素占32位, 即4个字节.
又根据图片尺寸计算出总像素数量为 160*320 个像素.
所以该图片解码后所占内存大小就为 像素总数 * 单位像素的字节数
即 (160*320) * 4 / 1024 = 200 KB.

故而可想而知, 假设一个列帧动画出80摆放图, 200 * 80 / 1024 = 15.625
mb, 就见面占有15mb的外存. 序列帧图片越多, 占用内存越大!

图片 1

2.3.2 解决方案

这就是说来啊点子可避免吗? 可也每次播放到啦一样帧时虽夺加载那一帧的图纸,
即每次只加载一布置图片及内存中. 这样当播放到下同样摆图片时,
上等同摆放图纸都任其他引用, 系统自会对该展开释放.

旋即便是极其简单易行可行之相同学方案.
但是咱无能为力凭CAAnimation及其派生类CAKeyframeAnimation来落实这等同方案,
因为具备的图都见面解码导致占用大量的内存.

然我们得以经CADisplayLink来贯彻该方案,
选CADisplayLink的来头是她比较NSTimer精度要后来居上多,
正常状况下CADisplayLink的回调会以屏幕每次刷新时触发,
即一般1/60秒触发一样糟, 适合用于做UI的重绘,
因此可经过它来周期性的替换关键帧图片, 从而达到播放动画的作用.
那么具体怎么开吗?

以CADisplayLink的回调中获得两不成屏幕刷新的间隔时间,
通过不断的增长间隔时间来判定究竟的流年是不是已满足下同样幅的播音时刻,
如果大于下一致轴的播报时刻就是得轮换为产一样帧图片了,
直至最后一摆放关键帧也播放完成.

推个例子, 我们若在1秒内广播了一个含5摆设关键帧图片的卡通片,
每张图纸的停留时间、切换时一旦下图2.3.2.a所示.
所以第0秒的时就起显示第一摆关键帧, 直到1.0秒即一刻时常, 动画播放结束.

图 2.3.2.a

另外, 如果还得进一步优化,
我们好投入图片异步解码、图片预加载逻辑等方案.

  • 异步图片解码, 图片解码是一致宗于耗时、比较占CPU的操作,
    对于非解码的图形, 系统一般会当主线程对该展开解码,
    所以可以由此以异步线程进行图纸强制解压缩, 从而非占UI线程.
    关于图片解码的详情, 强烈推荐讨论 iOS
    中图纸的清除压缩.

  • 图片预加载, 这个就是是为进一步节约上下文切换时,
    即前后两摆图切换的时间. 就是要做到当及亦然幅图片播放完时,
    我们毫不等下一样摆图纸解码完成后再拓展图纸的切换,
    而是可以直接打已经解码图片的缓存队列中取出直接开展切换.
    预加载我个人认为其实要就是阈值的卓绝出色选择,
    可参照预加载与智能预加载一文.

  • 字节对齐(byte alignment)对Core
    Animation性能的熏陶

Untitled.gif

老三、序列帧动画引擎源代码和Demo

FXAnimationEngine –
Github跳转

本着该Demo近期会晤另外于一温情特别介绍, 此处占坑, 等待跳反链接

自己优化后底demo地址:https://github.com/tc1993/keyFrameAnimation

季、礼物资源下载策略和资源目录结构

4.1 礼物资源下载策略

4.1.1 两种植方式于

方式 基本思路 优点 缺点
整包更新 所有的动画资源按目录结构进行压缩, 客户端通过比较资源包版本号发现有更新后, 仅需下载一个资源包压缩文件, 并进行解压替换即可 简单易实现, 客户端每次仅需下载一个资源包 随着资源包逐渐增大, 下载及解压时间也会延长, 从而直接影响用户体验; 即使是仅是资源中的某个图片发生改变, 客户端都要重新下载整个资源包, 容错率低且浪费流量
增量更新 每个动画资源单独压缩并上传CDN, 若客户端发现资源版本号有变化, 再对服务器下发的资源列表跟本地资源列表求差集运算从而得出增量, 单个动画资源的下载地址或者md5可作为唯一标识进行比较. 得出增量后, 客户端再对每个增量资源包进行下载, 每下载完一个即可"投入使用" 不怕资源变更频繁; 仅需下载有新增或有变更的资源包, 更节省时间以及流量; 逻辑略复杂于整包更新, 比如下载中途用户把应杀掉, 下次需要找出未更新完的增量资源并继续下载

4.1.2 资源创新流程

以对上家公司的代码保密, 此处不达到具体代码

咱们于上平等略带节中提及的少种植更新方式,
它们要的例外之就算在”资源创新”这同手续

图 4.1.2.a 整包更新的流程图

整包更新流程图.png

图 4.1.2.b 增量更新的流程图

增量更新流程图.png

勿晓诸位发现有限独流程共同之处没? 它们都急需检测资源版本号大小,
包括游戏补丁、热还补丁这等同步骤都必不可少. 相比叫上丁类的,
资源创新不用太考虑灰度发布、回滚机制等题材, 但还是照样用专注资源核对,
内部测试, 以及日志监控等保障,
我记忆在前人公司即撞了片地区下载下来的资源包有问题,
所以不管是CDN的题目或者资源本身有问题, 前端都待吗极其要命的图景做好打算,
这才是万都的策.

引用我上小店, 我老大兼mentor, 达文哥, 告诫的同等词箴言

不用相信后台下发的数都是无可非议的

粗粗意思这样, 原句没坐下去, 立句话没不是因后台同学很,
或者甩锅给后台
, 而是要prepare for the worst.

前后端测试都是一家人, 遇到问题我们先瞧是未是上下一心问题,
不要互相甩锅..本是同根生相煎何太急, 如果有题目就是同一块搓一戛然而止,
一戛然而止好就再也来平等中断

4.2 资源目录结构设计

无论哪个直播平台, 每个礼物都见面相应一个逻辑id,
我们好透过人事的id作为该礼品的资源目录名,
然后每当拖欠目录内当失去划分不同类别的图片子目录, 如下所示

- 10000             // 一级目录, 礼物id
    - - gift        // 二级目录, 小礼物序列帧图片
    - - giftlist    // 二级目录, 礼物列表序列帧图片 
    - - giftanim    // 二级目录, 大动画序列帧图片

及时仅仅是里的一样栽设计, 也有些平台会下如下形式, 所以主要要看需求要肯定

- gift
    - - 10000
- giftlist
    - - 10000
- giftanim
    - - 10000   

另外, 有的平台尚会采用id_version, 即礼物id+礼物版本的样式来命名,
这样好一本万利配置使后台可灵活下发给前端具体而失去播放哪个动画的某部版本了

- 10000_11  // id为10000, 版本为11的礼物资源目录
- 10000_12

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