Core Animation

iOS系统的核心地位：应用内和应用间都会应用（多个程序间的手势切换）SpringBoard→BackBoard。

应用内的工作：Core Animation Pipeline管线（layout，display，preload，commit）

应用外的工作：提交到Render Server服务，反序列化构建渲染树GPU的工作：提交到GPU进行合成和渲染，输出到缓冲区

注1：代码只能控制CPU处理中的管线中的布局和显示两个阶段（通过setNeedLayout和setNeedDisplay）。

注1.1：setNeedDisplayInRect还能设置脏矩形来减少不必要的绘制。

注2：CPU偏计算；而图像的处理和渲染，用硬件会更快，因为GPU对图像计算进行了优化。

隐式动画

概念：更改一个CALayer的可做动画属性，Core Animation会执行一个隐式动画，平滑过渡到新值。动画的执行时间取决于事务的设置，动画的类型取决于图层行为。

实现：layer属性更改时会调用actionForKey方法，然后执行actionForLayer:forKey:代理方法（UIView禁用隐式动画的原理），如果没有实现代理，就查找属性-名称的actions映射字典和style字典，最后直接调defaultActionForKey。查找完actionForKey方法会返回一个CAAction做动画或NULL不做动画。

时机：由事务的管理机制控制。

注：UIView更改默认没有隐式动画，因为UIKit禁用了：UIView实现了CALayerDelegate的-actionForLayer:forKey方法，当属性的更改不在一个动画块中时，所有图层行为都会返回null，以此来禁用隐式动画。

显式动画 - CAAnimation

CABasicAnimation、CAKeyframeAnimation、CAAnimationGroup

--动画属性

duration时长，repeatCount/repeatDuration重复次数/时间，beginTime，timingFunction(动画速度控制函数linear、easyIn/Out等)，autoreverses结束后是否执行逆动画，from/toValue，removedOnCompletion + fillMode防止动画结束回到初始状态。

注：最好在动画完成后把layer的属性设置为最终状态，然后移除动画，否则会导致呈现树和逻辑树不符，造成混乱。

--虚拟属性

keyPath = "transform.scale .position .rotation .bgColor .opacity  .strokeEnd"，不用创建CATransform3D指定动画变换。

--动画的取消

[layer removeAnimationForKey];

--动画的暂停

CFTimeInterval pausedTime = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];

layer.speed = 0.0;

layer.timeOffset = pausedTime;

--动画的继续

CFTimeInterval pausedTime = [layer timeOffset];

layer.speed = 1.0;layer.

timeOffset = 0.0;

layer.beginTime = 0.0;

CFTimeInterval timeSincePause = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil] - pausedTime;

layer.beginTime = timeSincePause;

--动画的代理

animation.delegate = self; // 开始和结束动画的代理animationDidStart/DidStop等。

事务

事务是一系列属性动画集合，通过CATransaction管理事务组。

CATransaction没有属性和实例方法，只能通过+begin和+commit管理出入栈，+setAnimationDuration管理事务的动画时长和+animationDuration获取值（默认0.25），setCompletionBlock:可以设置事务完成后的回调。

事务的管理机制：每个RunLoop周期都会自动开始一个新的事务，把更改的属性收集起来做一次默认0.25s的隐式动画。

注：一般手动更改隐式动画的时间，需要新开事务避免影响别的动画（如屏幕旋转）。UIView的动画UIView的begin/commitAnimation底层原理也是设置了CATransactionUIView的animateWithDuration:animations:的Block动画方法其实也是内部自动调用了CATransaction的begin和commit，这样Block中的属性改变都会被事务所包含。

呈现树-presentationLayer

其实更改图层属性后，属性值立刻更新，但屏幕没有马上发生改变，因为它只是定义了图层动画结束后将要变化的外观，即图层树模型。但在设置新值后和新值生效前，屏幕渲染的过程中，当前显示的属性值，在某些场景下更有意义：1、在基于定时器的动画过程中获取当前图层的准确位置；2、在做动画的图层中，通过hitTest响应用户交互。（touchesBegan/Target-Action中，判断触摸点是否在presentationLayer内）

注：关键方法：locationInView / convertPoint->Point转化触摸点坐标系，presentationLayer -> CALayer获取呈现树中的视图位置，hitTest -> CALayer/ Contains-> Bool返回触摸的Layer / 判断触摸点是否在Layer上。

图片IO

imageWithContentsOfFile方法加载本地目录的图片文件，会在加载到内存之后才进行解码解压，所以会在绘制的时候影响性能，且不会进行内存缓存，适用于读取一次性大图的场景。

imageNamed可以避免延迟加载，会马上解压并加载到内存中缓存起来，但是只对assets中的资源有效。

强制解压和提前渲染：使用CGContext从上下文中绘制一个新的图片（直接绘制成CGImageRef位图）来代替（或绘制成一个点也会解压但不会节省绘制时间），优化了因解压增加的绘制时间，还可以丢弃解压后的图片节省内存，但需要更复杂的计算，CPU消耗总量增加。总结：使用CGContext异步重绘图片，得到解压缩后的位图。

UIView和CALayer

View持有Layer用于显示，View可以响应交互负责管理，View的属性大部分从Layer映射而来，UIView支持自动布局；Layer的delegate是View，动画会通知View，Layer更轻量级。提供View和layer两个平行的层级关系是为了职责分离，避免重复代码。

frame和bounds

frame：外部坐标，在父图层占据的位置

bounds：内部坐标本地坐标系，作用于子视图，左上角通常是{0, 0}（通过更改bounds实现简单的scrollView）

frame是一个虚拟属性，是根据bounds+position+transform计算而来；当对图层进行旋转或缩放时，frame实际是变换后，补齐的正矩形区域，即宽高可能和bounds不一致。

anchorPoint

锚点，UIView未暴露的属性，默认中心{0.5, 0.5}，左上角{0, 0} 右下角{1, 1}，小于0大于1将放置在图层外。UIView的Center和CALayer的Position属性加上锚点，才是图层的实际位置，所以图层锚点更改，frame会发生变化。

masksToBounds

Layer属性，设置为YES截取子图层实现圆角(cornerRadius)；设为NO避免截取阴影(shadowOpacity，shadowColor，shadowOffset，shadowRadius，shadowPath-CGPath)。

mask蒙版

Layer属性，定义了父视图的可见区域，mask图层的颜色不重要，实心部分将会保留，其他隐藏

CGAffineTransform

UIView 仿射变换，仅支持2D变换：MakeRotation，Scale，Translation等。

CATransform3D

CALayer 3D变换，方法和仿射变换类似，加入zPosition形成4*4矩阵。

CAShapeLayer

基于CGPath路径创建CAShapeLayer矢量图形（非CG的Bitmap），bezierPathWithRoundedRect: byRoundingCorners: cornerRadii:可以单独指定每个角的圆角，作为蒙版为宿主层加圆角（mask）。

AVPlayerLayer

AVFoundation提供，和CA紧密结合，是CALayer的子类。AVPlayer + AVPlayerLayer简单的播放视频。