浅谈Constraints,Layout,Display的点点滴滴

灰太狼 2023-01-10 11:50 190阅读 0赞

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#### 前言 ####

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这篇博客完全是因为 [浅谈Masonry的使用技巧][Masonry] 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][Masonry] 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 ####

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###### 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][Link 1] 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 ####

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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][Link 2] ,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。

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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 ####

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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.

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">生命周期执行顺序</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>init</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>viewDidLoad</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>viewWillAppear</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>updateViewConstraints</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>viewWillLayoutSubViews</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>viewDidLayoutSubViews</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>viewDidAppear</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>viewWillDisappear</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>updateViewConstraints</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>viewDidDisappear</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>dealloc</strong></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 触发时机分析 ####

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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,

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###### 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 .

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###### 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.

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###### 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.

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#### 总结 ####

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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.

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[7b0dc1998c11840f832256d8fa02a53b.png]: /images/20221119/a9f9162d611045e2826bb88a14c9e377.png
[Masonry]: https://www.jianshu.com/p/087f6457b334
[Link 1]: https://developer.apple.com/documentation/uikit/uiview/1622529-drawrect?language=objc
[Link 2]: https://my.oschina.net/w11h22j33/blog/208574
[6a8dd192ebe48e93e222b859158ae755.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/6a8dd192ebe48e93e222b859158ae755.png
[1cc773b3510614b54c92ffc3dc40d24a.gif]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1cc773b3510614b54c92ffc3dc40d24a.gif