iOS图像处理系列 - GPUImage源码解读（二）

导语 ：billzbwang写的《iOS 图像处理系列 - GPUImage源码解读（一）》里详细地介绍了核心代码的具体实现，对GPUImage的使用者有很大的参考价值。在GPUImage中，有一个不为大多数人所注意却又极其重要的模块GPUImageFramebufferCache。在《iOS 图像处理系列 - GPUImage源码解读》系列的第二篇中，我就把自己对这一模块粗浅的了解分享给大家。

GPUImageFramebufferCache这个类主要的作用是对GPUImageFramebuffer的管理。这个类对外暴露了如下5个接口。

其中我们主要使用fetchFramebufferForSize的两个方法。

我们一般会在制作自定义滤镜时用到这个类，在GPUImageFilter的使用这个类时，会在- (void)renderToTextureWithVertices:textureCoordinates:中以如下的形式获取一个GPUImageFramebuffer。

outputFramebuffer = [[GPUImageContext sharedFramebufferCache] fetchFramebufferForSize:[self sizeOfFBO] textureOptions:self.outputTextureOptions onlyTexture:NO];

在获取一个分framebuffer后，我们会调用framebuffer的lock方法加锁以防Framebuffer回收，使用完毕后再调用unlock解锁。在GPUImageFramebuffer类的内部，则使用了一个名为framebufferReferenceCount的变量做引用计数，为0时调用GPUImageFramebufferCache的returnFramebufferToCache方法告知GPUImageFramebufferCache回收framebuffer。

由此，我们可以看到，GPUImage为我们提供了一套完善的framebuffer的cache机制，从GPUImageContext的sharedFramebufferCache里取一个framebuffer，当没有人使用时再自动还回Cache。

那么问题来了，我们为什么要用cache里的framebuffer呢？自己创建一个，使用完后再释放行不行呢？

答案显示是NO。

我们来看一下GPUImageFramebuffer类的代码，在dealloc中，调用了destroyFramebuffer方法，这个方法的实现如下。

问题就出在其中的renderTarget上，当创建GPUImageFramebuffer时给onlyTexture参数填NO（一般就是填NO的）时，会创建一个CVPixelBufferRef类型的变量renderTarget，当用CFRelease去释放这个变量时，它占用的内存并不会立即释放，而是要调用

CVOpenGLESTextureCacheFlush([[GPUImageContext sharedImageProcessingContext] coreVideoTextureCache], 0);

之后，才会真正释放内存。这个现象的原因可以在GPUImageFrameBuffer的init函数中找到。

其中coreVideoTextureCache是CVOpenGLESTextureCacheRef类型的属性，也就是说，renderTarget的内存，并不是自己创建的，而是来自OpenGLESTextureCache，在调用CFRelease时也不会自行释放。如果不知道其中的原理，自行创建GPUImageFramebuffer，dealloc时并没有真正释放内存，会造成内存泄漏，而且每次都是一帧视频或者一幅图像的大小，相当可观。

而在GPUImageFramebufferCache的purgeAllUnassignedFramebuffers方法中，会帮我们清空OpenGLESTextureCache，真正释放GPUImageFramebuffer占用内存。purgeAllUnassignedFramebuffers方法会在收到memory warning时触发释放内存，一般情况下无需自行调用。

所以，GPUImage给我们实现了一套完善的framebuffer的cache机制，如果不用它而是自行创建和管理framebuffer去处理视频和大量图片时，稍有不慎就会出现crash的情况。在这种情况下出现的crash并不会抛出异常，在xcode提供的内存检测工具中也不能观测到内存增长，会让不明就里的人难以定位crash的原因。

下面让我们看一下GPUImageFramebufferCache的实现。GPUImageFramebufferCache通过以下方法去获取一个cache里的GPUImageFramebuffer。

而其中的hashForSize:textureOptions:onlyTexture:方法如下。

可以看出，当framebuffer的size和textureOptions、onlyTexture相同时，GPUImageFramebufferCache优先从cache中拿一个已有的framebuffer出来，在没有的情况下则创建一个新的。

我们在处理视频时，处理每帧时都会申请framebuffer，从而造成连续申请GPUImageFramebuffer，而这样申请到的framebuffer一般是从GPUImageFramebufferCache中拿到的已经使用过的，如果在使用时为了追求效率不对每个点赋值可能出现所谓的“灵异问题”。

总结一下，我们在使用GPUImageFramebuffer时，要注意两点，一是通过GPUImageFramebufferCache获取framebuffer，以免出现内存没有释放的问题；二是从Cache中获取framebuffer后，要注意framebuffer里的脏数据造成的问题。

作者简介：ygdai(戴阳刚)，天天P图iOS工程师