本文档对Unity GUI 批次合并（Batching）源码（基于Unity 4.6版本源码）进行研究，总结UGUI Batching的规则，并提供UI优化建议。

UGUI Batching规则分析：

UGUI以Canvas为单位进行批次生成和渲染，Canvas可以嵌套包含Canvas。

Batching的生成和合并在Canvas：：Update里：

UGUI合批源码分析及优化

Batching主要流程如下:

计算Canvas alpha，包括父Canvas和嵌套Canvas（alpha=0不生成合并批次）。
UI层次结构发生变化时，更新Batch顺序，对Canvas下所有UI元素（CanvasRenderer）按UI层次结构深度优先排序，生成UI Instructions。
更新所有需要同步数据的renderer UI 数据，包括vertex, color, material, transform, rect, depth（按UI层次结构深度优先排序的深度）等。非活动（IsActive() == false）且不强制更新的UI元素，将不同步数据。
Canvas数据更新时（m_CanvasData.isDirty，如情况都可以引发：层次结构改变，同步关键数据，Canvas.Awake等），计算UI Instructions的depth并排序、生成Batch。

UGUI合批源码分析及优化

Mask：Mask实现的具体原理是一个Drawcall来创建Stencil mask(来做像素剔除)，然后绘制所有子UI，再在最后一个Drawcall移掉Stencil mask。如果Mask的子节点属于同一个Atlas，那么Mask之间的元素可以进行合并；否则不能合并。Mask外的元素和Mask内的元素，无法合批。
更新：UI层次结构发生变化（orderIsDirty），新增、删除UI或UI子节点都会引起整个Canvas UI顺序更新。因此，应避免频繁删除/增加UI对象，使用GameObject.SetActive。

Depth计算算法：

遍历所有UI元素（已深度优先排序），对当前每一个UI元素CurrentUI，如果不渲染，CurrentUI.depth = -1，如果渲染该UI且底下没有其他UI元素与其相交（rect Intersects），其CurrentUI.depth = 0;
如果CurrentUI下面只有一个的需要渲染的UI元素LowerUI与其相交，且可以Batch（material instance id 和 texture instance id 相同，即与CurrentUI具有相同的Material和Texture），CurrentUI.depth = LowerUI.depth；否则，CurrentUI.depth= LowerUI.depth + 1;
如果CurrentUI下面叠了多个元素，这些元素的最大层是MaxLowerDepth，如果有多个元素的层都是MaxLowerDepth，那么CurrentUI和下面的元素是无法合批的；如果只有一个元素的层是MaxLowerDepth，并且这个元素和CurrentUI的材质、纹理相同，那么它们就能合批。

UGUI合批源码分析及优化

DrawCall合批(Batch)：

Depth计算完后，依次根据Depth、material ID、texture ID、RendererOrder（即UI层级队列顺序，HierarchyOrder）排序（条件的优先级依次递减），剔除depth == -1的UI元素，得到Batch前的UI 元素队列VisiableList。
对VisiableList中相邻且可以Batch（相同material和texture等）的UI元素合并批次，然后再生成相应mesh数据进行绘制。

UGUI合批源码分析及优化

注意：在Depth计算算法中，由于要遍历所有UI元素和已计算的底层UI元素（平方复杂度），源码中使用分组计算包围盒矩形的方法加快计算，即16个UI元素为一组计算Group Rect，检查是否与底层UI元素相交时，先计算是否与底层Group相交，如果相交再与Group中的元素做判定。

因此，UI元素数目过多和层次结构过于复杂，会影响排序和Batch更新速度，合理规划UI元素数量和层次结构可以提高UI性能。

小结：

从UGUI批次合并生成规则可以看出，提高UI性能尽量注意以下几点：

尽量避免使用Mask，使用Mask至少增加两个Drawcall，并可能导致本可以Batch的UI元素无法Batch，从而增加更多Drawcall。
避免在UI树形结构下（Canvas下）频繁删除/增加UI对象，UI层次结构发生变化会引起整个Canvas UI顺序更新，特别是复杂的UI树形结构。
避免频繁动态的更新UI元素的Vertex, Rect, Color, Material, Texture等，可能引起Canvas数据更新和Batch更新计算，有可能引起VBO Update（重新提交顶点数据）。
尽可能使用少的UI Material和贴图（使用图集），使得可以Batching。
相邻的UI元素（比如父节点与第一个子节点、相同层次结构下的节点），使用相同材质贴图的UI元素尽可能排在一起，便于合并。
同一父节点下所有子节点，保持相同的层次结构（如List控件下的item），便于底层相同depth下UI元素Batch。
避免UI元素数目过多和层次结构过于复杂影响Batch更新速度。
固定的Text考虑与背景图层合在一张图上（可能不便本地化，但可以减少drawcall）。

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