iOS 图层知识

图层与视图

UIView

在iOS中，所有的视图都是从UIView这个基类派生而来的，UIView可以处理用户触摸事件，可以支持基于Core Graphics绘图，可以支持仿射变换（旋转、缩放等），可以支持类似于滑动、渐变等动画。

CALayer

CALayer在概念上同UIView有些类似，同样也是被层级关系树管理的矩形块，也可以包含一些内容（图片、文字、背景色），也可以管理子图层，有一些方法和属性用来做动画和变换。
和UIView最大的不同是：CALayer不能处理用户的交互。
图层不清楚具体的事件响应链（稍后会有文章详细讲解），因此它不能响应事件。即使它提供了一些判断某个触摸点是否在图层范围内。

平行的层级关系

1、每一个视图都有一个CALayer实例的图层属性，视图的职责就是：创建并管理这个图层，以确保子视图在视图的层级关系中被添加或者移除时，对应的图层在“层级关系树中” 有相同的操作。

图层和视图层平行关系
2、实际上真正在屏幕上显示和做动画的是CALayer图层，UIView 仅仅是对CALayer的封装，提供了一些iOS类似处理触摸等事件的功能，以及Core Animation底层方法的高级接口。
3、既然说CALayer是UIView内部的实现细节，那我们是否没有必要理解它？
某种意义上讲的确是这样的，对于一些简单的需求来说，我们确实没有必要处理CALayer，通过UIView提供的API即可完成，假如我们需要从底层上做一些改变，那么我们只能选择去了解CALayer.

UIView没有暴露出来的CALayer功能：
1、阴影、圆角、带颜色的边框
2、3D变换
3、非矩形范围
4、透明遮罩
5、多级非线性动画

那为什么要基于UIView和CALayer提供两个平行的层级关系？

职责分离-

CALayer 、UIView的继承关系：

1、CALayer直接继承于NSObject
2、UIView继承于UIResponder类，UIResponder中定义了处理各种事件和事件传递的接口。

继承关系图.png

UIView创建流程（UIView、CALayer的组合关系）

1、先说一下UIView创建过程：当我们实例化一个view时，UIView执行了initWithFrame：后，内部会调用私有方法_createLayerWithFrame:来创建CALayer图层。
下面是获取到的调用栈：

截图1.png

注：这里我们重写了view的类方法：layerClass，使其返回我们自定义的CALayer。

2、之后我们看到系统会去调用CALayer的setFrame:、setPosition:、setBounds:去设置图层最终的frame。
调用栈如下：

屏幕快照 2017-12-22 下午5.52.57.png

也就是说：我们在创建view时设置的frame，最终转化成了给view的layer设置frame和position。

我们总结下调用过程如下：

[UIView _createLayerWithFrame]
[Layer setBounds:bounds]
[Layer setFrame:Frame]
[Layer setPosition:position]
[Layer setBounds:bounds]

同理，我们可以理解UIView的frame 获取其实是对CALayer frame的简单封装而已。本质返回的还是CALayer的frame值。

3、上面是布局，接下来要进行绘制，我们看到 UIView调用drawRect:进行绘图的操作，实际上是由CALayer通过CALayerDelegate在代理方法内部调用的drawRect: ，说明真正的内容绘制操作还是由CALayer来负责。
调用栈如下：

屏幕快照 2018-07-01 17.54.30.png

简单分析下：
当UIView需要绘制显示时，它内部的层会准备好一个CGContextRef(图形上下文)，然后调用delegate(这里就是UIView)的drawLayer:inContext:方法，并且传入已经准备好的CGContextRef对象。而UIView在drawLayer:inContext:这个代理方法中又会调用自己的drawRect:方法。
这里引出一个CGContextRef获取的问题，有过经验的开发都知道：

当我们通过core Graphic绘图时， 在使用UIGraphicsGetCurrentContext()时，只有在drawRect:中获取上下文才是有效的。而在其他地方获取是nil。
原因：系统会维护一个CGContextRef的栈，UIGraphicsGetCurrentContext()会取出栈顶的context，只有Layer调用了它的代理方法时（也就是上面的drawLayer:inContext:），才会往栈中压入一个有效的CGContextRef。
到这里是不是就清楚了之前为什么不能再其他地方获取这个context。

在drawRect中完成的绘制，也会被填入到context中，然后被提交到系统的transition队列中等待渲染，最后展示在屏幕上。

基于第三点我们可以简单的认为：CALaye 侧重内容的绘制，而UIView 侧重内容的管理和组建

4、在做 iOS 动画的时候，修改非 RootLayer的属性（譬如位置、背景色等）会默认产生隐式动画，而修改UIView则不会。

总结：1、2 步是View布局的过程，3是绘制的过程。
我们在通过代码创建了一个view后，这个view最终展示在屏幕上会有两个过程：
1、布局，也就是给view设置frame，bounds，border等 参数 ，但是这时仅仅是设置参数而已。通常这一步对应LayoutView 等函数。
2、上一步设置完参数，需要根据设置好的参数，把view绘制出来。这一步对应drawRect：函数。

续：
在验证过程中，重写了layer，这里顺道也添加上，方便大家指正问题。

@implementation CustomView
- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    [super drawRect:rect];
}
- (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx {
    //这个函数对外没有公开，是UIView内部实现的代理类，我们重写该函数可以确认，UIView确实是CALayer的代理
}
+ (Class)layerClass {
    return [HYLayer class];
}
@end


@implementation HYLayer

- (void)setFrame:(CGRect)frame {
    [super setFrame:frame];
}
- (void)setBounds:(CGRect)bounds {
    [super setBounds:bounds];
}
- (void)setPosition:(CGPoint)position {
    [super setPosition:position];
}
- (void)display {
    [super display];
}
- (void)drawInContext:(CGContextRef)ctx {
    [super drawInContext:ctx];
    
}
@end