CALayer和UIView的关系

今天单纯说一下CALayer和UIView之间的关系,反正宗旨就是随意。

UIView和CALayer的类定义

点击UIView进去可以看到UIView的定义如下,关键要注意的是CALayer,从代码中可以看出UIView内部定义了一个CALayer对象

NS_CLASS_AVAILABLE_IOS(2_0) @interface UIView : UIResponder <NSCoding, UIAppearance, UIAppearanceContainer, UIDynamicItem, UITraitEnvironment, UICoordinateSpace>

+ (Class)layerClass;                        // default is [CALayer class]. Used when creating the underlying layer for the view.

- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame NS_DESIGNATED_INITIALIZER;
- (nullable instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder NS_DESIGNATED_INITIALIZER;

@property(nonatomic,getter=isUserInteractionEnabled) BOOL userInteractionEnabled;  // default is YES. if set to NO, user events (touch, keys) are ignored and removed from the event queue.
@property(nonatomic)                                 NSInteger tag;                // default is 0
@property(nonatomic,readonly,strong)                 CALayer  *layer;            // returns view's layer. Will always return a non-nil value. view is layer's delegate

+ (UIUserInterfaceLayoutDirection)userInterfaceLayoutDirectionForSemanticContentAttribute:(UISemanticContentAttribute)attribute NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
@property (nonatomic) UISemanticContentAttribute semanticContentAttribute NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
@end

继续点进去CALayer,可以看到CALayer的定义,里面有一系列的属性和方法的定义。可以看到CALayer定义里面有对层次操作的属性和方法如下:

@property(nullable, copy) NSArray<CALayer *> *sublayers
@property(nullable, readonly) CALayer *superlayer```

  • (void)addSublayer:(CALayer *)layer
  • (void)removeFromSuperlayer
  • (void)insertSublayer:(CALayer *)layer atIndex:(unsigned)idx
  • (void)insertSublayer:(CALayer *)layer below:(nullable CALayer *)sibling
  • (void)insertSublayer:(CALayer *)layer above:(nullable CALayer *)sibling
  • (void)replaceSublayer:(CALayer *)layer with:(CALayer *)layer2```
    稍微有经验的iOS开发者肯定会觉得这些方法在UIView是曾相识。
    UIView的对层次操作的属性和方法如下:
@property(nullable, nonatomic,readonly) UIView  *superview
@property(nonatomic,readonly,copy) NSArray<__kindof UIView *> *subviews```

  • (void)addSubview:(UIView *)view
  • (void)removeFromSuperview
  • (void)insertSubview:(UIView *)view belowSubview:(UIView *)siblingSubview
  • (void)insertSubview:(UIView *)view atIndex:(NSInteger)index
  • (void)insertSubview:(UIView *)view aboveSubview:(UIView *)siblingSubview
  • (void)exchangeSubviewAtIndex:(NSInteger)index1 withSubviewAtIndex:(NSInteger)index2```
    对于UIView的方法相信大部分读者都非常熟悉,主要是用来操作UIView树。

什么是UIView树?可以阅读组合模式,一棵UIView树看起来大概是这样的

Paste_Image.png

比如你要添加一个UIView到一另个UIView上,你会这么做:

view1.addSubView(view2)```
这么就可以把view2添加到view1的上面。至于效果相信读者也是很了解和明白。
那么对于CALayer来说,其实也是“同样”方法和效果,可以这么做:

layer1.addSublayer(layer2)```
至于效果读者可以理解为跟view1.addSubView(view2)一样,把layer2加到了layer1上面,用户就可以看到layer2在layer1上面了。
那么问题来了,既然UIView和CALayer这些方法和属性达到的效果都“相同”,那为什么要区分开两个出来?他们之间是什么关系呢?


UIView和CALayer的关系

要理清他们之间的关系得先从MVC模式开始说起,相信绝大多数的读者都知道MVC是什么东西,理解比较深刻的会从他们是要解决耦合的问题开始说起,理解比较简单的就说M就是模型,V就是视图,C就是控制器。这些说法都没错。

什么是MVC?可以阅读MVC

其实说白了UIView和CALayer之间的关系就是MVC的关系,UIView就是C,CALayer就是M,负责绘图单元的笼统来说就是V。

什么是绘图单元?可以阅读像素绘制
笼统的说包括:CPU,GPU,屏幕等,一起来完成把图片显示到屏幕工作的单元。

当要显示像素到屏幕上,他们大概是这么工作的:

Paste_Image.png

①当绘图单元需要绘制CALayer的时候,会拿到被标记为需要绘制的CALayer渲染树的值,以及要显示图片,进行像素合成。
②CALayer自身有个delegate,设置的是UIView, 当CALayer被绘制时会执行delegate方法通知UIView,看看UIView是有提供需要绘制的元素。
③如果UIView什么都不需要提供,就当作无视。

CALayer如何通过delegate通知UIView?需要提供的元素是什么?可以阅读CALayer基础

当你修改代码之后,他们大概是这么工作的:

Paste_Image.png

①当你修改UIView的frame.size.width之后,UIView实际上是会把你修改的值映射到CALayer上去,让CALayer知道修改了什么。
②CALayer获取到要修改的值,然后去更新CALayer的模型树,呈现树,渲染树,准备好了渲染树。
③等绘制单元要绘制到这个CALayer的时候就会按照渲染树的值渲染到屏幕去。

什么是CALayer的模型树,呈现树,渲染树?可以阅读CALayer基础

好了,看到这里,相信读者也明白UIView跟CALayer之间就是MVC的关系了,那么为什么苹果要把他们弄成MVC的关系,那就是因为遵从单一职责原则,那么问题又来了CALayer有什么职责?从MVC来看,CALayer属于M,那么他的职责就是存储数据,那明显的UIView属于C,他的职责对于CALayer来说就是管理。

什么是单一职责原则?遵从单一职责原则有什么好处?可以阅读设计原则
用一句话来说,单一职责原则就是,只做他自己关心的事情。

还有一个问题没解决,回到文章最上面UIView和CALayer都有关于操作层次的方法,那么就会构建出两个不一样层次的UIView树和CALayer树出来,这不是多余的吗?
之前说了UIView和CALayer有各自不一样的职责,那么他们的树也同样的有各自不一样的职责,CALayer之前说得比较清楚了,他的职责是存储数据,那么所以CALayer树的职责就是存储数据的树,以供你修改,做动画和渲染等使用。UIView树的话,先看UIView继承了什么,UIView继承了UIResponder,UIResponder是负责一些触摸事件的类,所以UIView树主要的职责就是做触摸的传递,这个工作可以分为2部分,1部分是寻找你点击到的那个view,另外一部分是把你的触摸方法传递下去。在这里的话UIView树其实是充当了责任链职责。

什么是责任链?可以阅读责任链模式

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