浅谈Constraints,Layout,Display的点点滴
前言
这篇博客完全是因为 浅谈Masonry的使用技巧 才引出来的，如果不是内容太多，也不会单独写一篇博客来记录，在9102一整年中我基本与普通UI开发无缘，大部分工作是对Layout进行操作绘制，以及使用CoreGraphics框架绘制各种图形，所以对Layout和Display的系统方法还是比较了解，近期又开始使用Masonry，所以对Constraints相关系统方法需要有所了解，而且在 浅谈Masonry的使用技巧 这篇博客中的优化部分不得不提出Constraints相关系统方法对其的影响。那么我们依照惯例，从基础的API开始进行吧。这里我基本上是从苹果的API抄录过来的，各位大佬可以自行去苹果API中心查看。
基础API方法介绍
Constraints 部分
- needsUpdateConstraints 这个方法主要是用来判断当前View是否需要调用 updateConstraints 方法，如果在这个方法调用之前有约束发生了改变，调用这个方法返回值就是YES，但是它不会触发updateConstraints 方法的执行，只用用来判别当前控件是否需要调用更新约束方法。
- (BOOL)needsUpdateConstraints;
- setNeedsUpdateConstraints 这个方法主要是用来标记当前控件是否需要调用updateConstraints 方法，看好了，只是标记，而不是调用。 当给控件标记上需要刷新约束，如果程序没有直接强制刷新（调用updateConstraintsIfNeeded），那么会在系统RunLoop的下个周期开始时调用 updateConstraints 方法。
- (void)setNeedsUpdateConstraints;
- updateConstraints 这个方法是更新约束方法，在自定义控件中我们可以重写这个方法来添加我们自己的约束，对于updateConstraints 调用时机只能会有两种，一个是系统RunLoop的下个周期当发现需要更新布局(needsUpdateConstraints的值为YES)的时候，会自动调用该方法，或者是大佬们手动调用 updateConstraintsIfNeeded 来进行直接刷新。
- (void)updateConstraints;
- updateConstraintsIfNeeded 这个方法是直接强制立即调用 updateConstraints 方法，不需要等待Runloop下个周期，也不会管 needsUpdateConstraints 的返回值是否为YES，反正就是强制执行就对了。
- (void)updateConstraintsIfNeeded;
- updateViewConstraints 这个方法是在iOS6之后添加到UIViewController中的，具体作用和updateConstraints 方法类似。调用时机是 self.view 的 needsUpdateConstraints 值为YES 或 [self.view updateConstraintsIfNeeded]; 都可。这个方法极大的方便了控制器本身的View的布局调整。
- (void)updateConstraintsIfNeeded;
Layout 部分
- layoutSubviews 这个方法是动态调整子视图的布局，这个方法的调用时机是当前控件或者子控件的bounds 发生改变的时候就会调用。
- (void)layoutSubviews;
- layoutIfNeeded 是立即强制执行layout操作的方法，但layoutSubviews 可能不会执行，因为如果控件或者子控件的bounds 没有发生改变时，layoutSubviews是不会执行的，所以说控件或者子控件的bounds 发生改变是 layoutIfNeeded 调起 layoutSubviews 的前提条件。
- (void)layoutIfNeeded;
- setNeedsLayout 这个方法和上面的setNeedsUpdateConstraints作用类似，但它不是用来标记的，而是让布局失效的(可以看做间接导致了bounds的改变)，所以如果在其调用下方调用 layoutIfNeeded 会立即调起 layoutSubviews 方法，或者等待Runloop下一个周期由系统调起 layoutSubviews。
- (void) setNeedsLayout;
Display部分
- drawRect 这个方法主要是当View控件需要自定义绘制内容的时候，一般会写在这个方法中。绘制上下文对象需要通过 UIGraphicsGetCurrentContext() 函数来获取，官方文档 中都写的明明白白的了(内容太多了，懒癌发作，大家自行去看吧)。这里就不过多叙述了。
- (void)drawRect:(CGRect)rect;
- drawInContext 这个方面主要是CALayer中自定义绘制内容的时候，一般都会写在这个方法中。ctx 这个参数是绘制上下文对象，不需要额外获取了。
- (void)drawInContext:(CGContextRef)ctx;
- setNeedsDisplay 这个方面主要是标记UIView或CALayer是否要刷新，看好了，是标记！而不是直接刷新，其作用和 setNeedsUpdateConstraints 非常的类似。
- (void)setNeedsDisplay;
- setNeedsDisplay 这个方法主要是标记UIView或CALayer是否要刷新，看好了，是标记！而不是直接刷新，其作用和 setNeedsUpdateConstraints 非常的类似。
- (void)setNeedsDisplay;
- displayIfNeeded 这个方法主要让CALayer直接进行强制绘制，UIView中没有该方法。所以UIView的重新绘制只能先使用setNeedsDisplay来标记，等待系统RunLoop的下一个周期开始进行重绘。
- (void)displayIfNeeded;
- needsDisplay 这个方法判别CALayer是否需要刷新，只是用来判断，没有别的作用。UIView没有该方法。
- (BOOL)needsDisplay;
- display 官方建议不要直接调用这个方法，CALayer对象绘制适当的时机调用此方法来绘制CALayer对象其中的内容。
- (void)display;
Auto Layout Process 自动布局过程
那么三种是如何关联起来的呢？主要是通过 Auto Layout Process 来关联在一起的，网上这个资料很多，苹果官方的我没有找到的在哪，所以我找到了最开始的版本 ,具体内容如下所示。
与使用springs and struts(autoresizingMask)比较，Auto layout在view显示之前，多引入了两个步骤：updating constraints 和laying out views。每一个步骤都依赖于上一个。display依赖layout，而layout依赖updating constraints。 updating constraints→layout→display
第一步：updating constraints，被称为测量阶段，其从下向上(from subview to super view),为下一步layout准备信息。可以通过调用方法setNeedUpdateConstraints去触发此步。constraints的改变也会自动的触发此步。但是，当你自定义view的时候，如果一些改变可能会影响到布局的时候，通常需要自己去通知Auto layout，updateConstraintsIfNeeded。
自定义view的话，通常可以重写updateConstraints方法，在其中可以添加view需要的局部的contraints。
第二步：layout，其从上向下(from super view to subview)，此步主要应用上一步的信息去设置view的center和bounds。可以通过调用setNeedsLayout去触发此步骤，此方法不会立即应用layout。如果想要系统立即的更新layout，可以调用layoutIfNeeded。另外，自定义view可以重写方法layoutSubViews来在layout的工程中得到更多的定制化效果。
第三步：display，此步时把view渲染到屏幕上，它与你是否使用Auto layout无关，其操作是从上向下(from super view to subview)，通过调用setNeedsDisplay触发，
因为每一步都依赖前一步，因此一个display可能会触发layout，当有任何layout没有被处理的时候，同理，layout可能会触发updating constraints，当constraint system更新改变的时候。
需要注意的是，这三步不是单向的，constraint-based layout是一个迭代的过程，layout过程中，可能去改变constraints，有一次触发updating constraints，进行一轮layout过程。示意图如下所示。
原作者也提到了另外的一个坑,那就是如果你每一次调用自定义layoutSubviews都会导致另一个布局传递，那么你将会陷入一个无限循环中。 这其中主要原因还是constraint-based layout是一个迭代的过程，在上图的 updating constraints 和 layout 中成了一个死循环了。
视图渲染流程
由上一个模块我们可以得知一个View视图的调用顺序为 updating constraints→layout→display,那么对应到具体方法就是 updateConstraints→layoutSubViews→drawRect:
再详细的说一下,那就是,当我们修改View视图约束的时候,会触发 setNeedsUpdateConstraints 方法,然后触发 updateConstraints 方法,随后就紧接着触发 layoutSubViews,同时苹果官方已经为我们暴露了UIViewController中本身View视图的updateConstraints上层方法 updateViewConstraints,当UIViewController中本身View视图setNeedUpdate Constraints被调用的时候,这时候就会在合适的时机自动调用updateViewConstraints方法.
反观UIViewController的生命周期流程,我们可以具体到如下表格顺序.
| 生命周期执行顺序 |
|---|
| init |
| viewDidLoad |
| viewWillAppear |
| updateViewConstraints |
| viewWillLayoutSubViews |
| viewDidLayoutSubViews |
| viewDidAppear |
| viewWillDisappear |
| updateViewConstraints |
| viewDidDisappear |
| dealloc |
触发时机分析
这个模块我们就触发时机再总结一下,其实在上面的基础API的方法中都介绍了,但是比较杂乱,
updateViewConstraints 与 updateConstraints
这两个的触发时机是一致的,那么就是当 调用 needsUpdateConstraints 值为YES 的时候,就肯定会调用updateViewConstraints 或者 updateConstraints.那么在View内部的这个判别布尔值又是由什么决定呢?情况一是添加,修改,删除约束的时机,二是手动调用 setNeedsUpdateConstraints 的时机.这两种时机都会造成布尔值发生改变从而调起 updateViewConstraints 或 updateConstraints .
layoutSubviews
layoutSubviews的触发时机只有一种情况,那就是 自身或者子视图的 bounds 发生了改变. .这也解释了当我们创建一个视图的时候如果使用的CGRectZero的时候实际上不会调用 layoutSubviews 方法.
drawRect 与 drawInContext
这两个方法的调用时机又和 updateViewConstraints 与 updateConstraints 非常的相似,只有当 调用 setNeedsDisplay 才会触发调用.但两者又有很大的区别.drawRect是UIView中的方法,drawInContext是CALayer中方法,drawRect调用时机智能是RunLoop的下一个周期开始,不能立即调用,但是drawInContext却可以通过直接调用displayIfNeeded开直接调用,不用等待RunLoop的下一个周期开始.而且 needsDisplay 只是CALayer中的方法,UIView没有此方法.
总结
OK,写到这里基本上系统的各种约束,布局,绘制API大家都了解的差不多了,这对我们后期代码时机的把握有着很好的帮助,欢迎各位大佬自己手动试验,欢迎大家在评论区指导批评.
