使用 CGPDFDocument、CATiledLayer 和 UIPageViewController 做简单的 PDF 阅读器（二）

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上文已经讲述了如何使用 CGPDFDocument 和 CATiledLayer 绘制 PDF 文件,现在我们添加手势来缩放 PDF, 然后再使用 UIPageViewController 制作一个翻页效果.

单页 PDF 的缩放

self.pdfContentView = [[UIView alloc]init];
[self.pdfContentContainerView addSubview:self.pdfContentView];
self.pdfContentLayer = [[PDFContentTiledLayer alloc]init];
self.pdfContentLayer.delegate = self;
[self.pdfContentView.layer addSublayer:self.pdfContentLayer];

我们将单页 PDF 显示在 PDFContentTiledLayer 然后将 PDFContentTiledLayer 放在 pdfContentView 内显示出来.
因为我们的 pdfContentView 是使用 autolayout 进行布局的,并且支持横屏和竖屏显示,所以在设备方向发生变化时, pdfContentView 的会触发 layout, 我们要在 layout 之后,重置 PDF 缩放状态.

- (void)viewDidLayoutSubviews{
    [self adjustPdfContentFrame];
    [self centerScrollViewContent];
    [self drawThumb];
    [super viewDidLayoutSubviews];
}

重新计算 PDF 页面的缩放状态

//调整 pdfContentView 将 PDF 缩放到 1x
- (void)adjustPdfContentFrame{
    CGSize screenSize = [UIScreen mainScreen].bounds.size;
    CGRect maxContentRect = self.pdfContentContainerView.bounds;
    if (_pdfPage != nil) {
        CGRect pdfPageOriginalPageRect = CGPDFPageGetBoxRect(_pdfPage, PDFContentDefaultPDFBox);
        CGSize adjustPageSize = maxContentRect.size;
        double contentRate = maxContentRect.size.width/(maxContentRect.size.height > 0?maxContentRect.size.height:screenSize.height);
        double pdfOriginalRate = pdfPageOriginalPageRect.size.width/(pdfPageOriginalPageRect.size.height > 0? pdfPageOriginalPageRect.size.height:screenSize.height);
        //判断宽高比
        //pdf 原始宽度大于显示区域宽度,需要将宽度缩放到显示区域宽度,并且相应的缩放高度
        if (pdfOriginalRate > contentRate) {
            double scaleRate = pdfPageOriginalPageRect.size.width/maxContentRect.size.width;
            double scaleWidth = maxContentRect.size.width;
            double scaleHeight = pdfPageOriginalPageRect.size.height/(scaleRate > 0?scaleRate:1);
            adjustPageSize = CGSizeMake(scaleWidth, scaleHeight);
        }else{
            double scaleRate = pdfPageOriginalPageRect.size.height/maxContentRect.size.height;
            double scaleWidth = pdfPageOriginalPageRect.size.width/(scaleRate > 0?scaleRate:1);
            double scaleHeight = maxContentRect.size.height;
            adjustPageSize = CGSizeMake(scaleWidth, scaleHeight);
        }
        
        self.pdfContentView.frame = CGRectMake(0, 0, adjustPageSize.width, adjustPageSize.height);
        self.pdfContentContainerView.contentSize = self.pdfContentView.bounds.size;
        if (!CGRectEqualToRect(self.pdfContentLayer.bounds, self.pdfContentView.layer.bounds)) {
            self.pdfContentLayer.frame = self.pdfContentView.layer.bounds;
            //重新计算之后, CATiledLayer 需要重新绘图,这里重新生成缩略图避免闪屏
            [self drawThumb];
            [self.pdfContentLayer setNeedsDisplay];
        }
    }else{
        self.pdfContentView.frame = CGRectZero;
        self.pdfContentLayer.frame = self.pdfContentView.layer.bounds;
        self.pdfContentContainerView.contentSize = self.pdfContentView.bounds.size;
    }
}

//保证 pdf 在 ScrollView 中间位置
- (void)centerScrollViewContent
{
    CGFloat iw = 0.0f; CGFloat ih = 0.0f; // Content width and height insets
    
    CGSize boundsSize = self.pdfContentContainerView.bounds.size;
    CGSize contentSize = self.pdfContentContainerView.contentSize; // Sizes
    
    if (contentSize.width < boundsSize.width) iw = ((boundsSize.width - contentSize.width) * 0.5f);
    
    if (contentSize.height < boundsSize.height) ih = ((boundsSize.height - contentSize.height) * 0.5f);
    
    UIEdgeInsets insets = UIEdgeInsetsMake(ih, iw, ih, iw); // Create (possibly updated) content insets
    
    if (UIEdgeInsetsEqualToEdgeInsets(self.pdfContentContainerView.contentInset, insets) == false){
        self.pdfContentContainerView.contentInset = insets;
    }
}

将 PDF 页重置后,就开始进行缩放了.
为了将左滑右滑翻页结合起来,我们不把手势放在 PDFContentViewController 类里面,而是把这些手势定义在 PDFViewController 里面.
这个 PDFViewController 的功能主要有如下几条:

  1. 读取 PDF 文件
  2. 从 PDF 文件中读取一个页面
  3. 添加滑动手势,控制翻页.添加双击手势进行放大
  4. 实现翻页效果.
    总之这个 PDFViewController 作为 PDFContentViewController 的容器,完成 PDF 显示之外的控制工作.

当然, PDFContentViewController 本身要有缩放功能,并把这些功能的接口暴露出来给 PDFViewController 使用.
由于 PDFContentViewController 和是使用 UIScrollView 来进行缩放的,这里和 PDFViewController 的翻页功能产生了一定的冲突,这里先不提,我们先把缩放效果做完.

翻页很简单,只要实现 UIScrollview 的 delegate 就可以了,其实,不过不需要兼顾翻页效果,也不用处理 UIScrollview 的 delegate.

#pragma UIScrollViewDelegate

- (void)scrollViewDidZoom:(UIScrollView *)scrollView{
   //NSLog(@"%@",scrollView);
}

- (void)scrollViewDidEndZooming:(UIScrollView *)scrollView withView:(UIView *)view atScale:(CGFloat)scale{
   NSLog(@"scrollViewDidEndZooming %@   %@   %lf",scrollView,view,scale);
   [self centerScrollViewContent];
}

- (UIView *)viewForZoomingInScrollView:(UIScrollView *)scrollView{
   return self.pdfContentView;
}

这里只有一个要注意的就是,每次缩放后,把 PDF 页面中心放到屏幕中间,否则用起来会怪怪的.

    [self centerScrollViewContent];

缩放就完成了.

翻页效果,以及处理翻页动画与 UIScrollView 缩放之间产生的冲突

翻页效果的制作

iOS 上实现翻页效果，可以使用系统带的 UIPageViewController，方便快捷，效果非常好。我的直接领导，公司移动端的负责人，现在负责 Android 客户端开发，为了实现相同的效果，花了好几天时间用 openGL 画了一个。哎，确实比我牛好多。
使用 UIPageViewController 需要在它的代理方法(UIPageViewControllerDataSource UIPageViewControllerDelegate)中提供一系列 UIViewController 作为 childViewController 供显示内容用。

  1. 直接翻页
//直接切换页面
- (void)switchToPage:(NSInteger)pageNumber animated:(BOOL)animated{
    self.pdfCurrentViewController = [self showPage:pageNumber];
    if (self.pdfCurrentViewController != nil) {
        _currentPageNum = pageNumber;
        [self.pdfReaderViewController setViewControllers:@[self.pdfCurrentViewController] direction:UIPageViewControllerNavigationDirectionForward animated:animated completion:nil];
    }
    [self preparePageBuffer];
}

[self.pdfReaderViewController setViewControllers:@[self.pdfCurrentViewController] direction:UIPageViewControllerNavigationDirectionForward animated:animated completion:nil];
第一个参数是 UIViewController 的 Array，作为 UIPageViewController 数据的 buffer，第二个和第三个参数当然是供做动画使用了。
这里作为 data 的 array 我只传了一个 ViewController，是因为 UIPageViewController 有 UIPageViewControllerDataSource 这个代理可以动态的提供 buffer 数据。当然了，buffer 的具体内容还是要自己生成的，我的代码中有 [self preparePageBuffer]; 这个方法根据成员变量 _currentPageNum 来生成显示前一页和后一页的 UIViewController，这里翻页之后，当然要调用一下啦。

  1. 更新 buffer
- (nullable UIViewController *)pageViewController:(UIPageViewController *)pageViewController viewControllerBeforeViewController:(UIViewController *)viewController{    
    if (self.pdfPreviousViewController != nil) {
        PDFContentViewController* tmpPage = self.pdfPreviousViewController;
        return tmpPage;
    }
    return nil;
}

- (nullable UIViewController *)pageViewController:(UIPageViewController *)pageViewController viewControllerAfterViewController:(UIViewController *)viewController{
    if (self.pdfNextViewController != nil) {
        PDFContentViewController* tmpPage = self.pdfNextViewController;
        return tmpPage;
    }
    return nil;
}

这两个方法就是 delegate 里面动态提供页面 buffer 的方法了。
这里需要注意的是：
返回的页面应该是当前显示页面下一页的下一页
解释一下：如果当前显示的页面是 “3”，那么- (nullable UIViewController *)pageViewController:(UIPageViewController *)pageViewController viewControllerBeforeViewController:(UIViewController *)viewController 应该返回第 “5” 页。
这样做的原因就是，手势翻动第三页的时候，第四页内容已经露出来了，要做动画效果么，那么 buffer 里面当然应该放第五页喽，这样才能实现连续的翻页效果。
那么，

  1. 生成新的 buffer
    这里跟上面是一起的，上面只是用生成好的页面刷新 UIPageViewController 的 buffer，这里才是生成页面的代码。
- (void)pageViewController:(UIPageViewController *)pageViewController willTransitionToViewControllers:(NSArray<UIViewController *> *)pendingViewControllers{
    for (UIViewController* vc in pageViewController.viewControllers) {
        if ([vc isKindOfClass:[PDFContentViewController class]]) {
            PDFContentViewController* tmpvc = (PDFContentViewController*)vc;
            [tmpvc resumeScale];
        }
    }
    if (pendingViewControllers.count > 0) {
        PDFContentViewController* currentPage = (PDFContentViewController*)[pendingViewControllers lastObject];
        _currentPageNum = currentPage.pageNumber;
        [self preparePageBuffer];
    }
}

每次翻页的时候，都会回调这个方法。这里面 pendingViewControllers 参数传入的是即将显示的页面。比如说：当前阅读的是第三页，然后向后翻页，pendingViewControllers 这个参数传来的是第四页。这个时候，需要刷新 buffer 提前将第五页生成。
之所以 pendingViewControllers 这里是 NSArray，是因为 UIPageViewController 在上下翻页的时候，可能一次显示多个页面。（我的项目实现的是左右翻页，这个 NSArray 里面每次只包含一个页面）。
如果一次翻好几页，这个方法也会调用几次，只要每次都生成 buffer 提供给 UIPageViewController 就能实现连续翻页的效果。

  1. 处理一下放弃翻页的情况
    有时候，用户翻页到一半放弃了，这时候就需要特殊处理一下。
- (void)pageViewController:(UIPageViewController *)pageViewController didFinishAnimating:(BOOL)finished previousViewControllers:(NSArray<UIViewController *> *)previousViewControllers transitionCompleted:(BOOL)completed{    
    if (finished == YES && completed == NO) {
        if (previousViewControllers.count > 0) {
            PDFContentViewController* currentPage = (PDFContentViewController*)[previousViewControllers lastObject];
            _currentPageNum = currentPage.pageNumber;
            [currentPage resumeScale];
            [self preparePageBuffer];
        }
    }
}

当翻页动画完成后，会回调这个方法。completed 参数就是表示用户是否完成了翻页(completed == NO 其实就是 Gesture 变成了 Cancel 状态)。
如果没有完成翻页，需要刷新一下 buffer。

解决 UIScrollView 与翻页之间的冲突

这里需要在翻页之前把 UIScrollview 的 scale 恢复成1，否则看起来怪怪的。
有两种情况，一个是 UIScrollview 在放大状态点击翻页，另一个是横屏的时候，UIScrollview 与横向充满屏幕，这个时候也处于放大状态，但是可以出发滑动翻页。
这个暂时的解决方案就是在- (void)pageViewController:(UIPageViewController *)pageViewController willTransitionToViewControllers:(NSArray<UIViewController *> *)pendingViewControllers 里面，把 UIScrollview 的 scale 设置成1

- (void)resumeScale{
    [self.pdfContentContainerView setZoomScale:1 animated:NO];
}

但是在横屏状态下，偶尔出现 UIScrollview 的 anchorpoint 错误的情况，留待以后解决吧。

下载 PDF 文件的页面

这里就是另一个话题了这篇文章就先不讲了:-D

关于 PDF 阅读器内存泄露的问题

感谢小伙伴抽出宝贵时间阅读我的代码并指出内存泄露的问题
尝试修复了一下几个地方来解决这个问题。

- (void)dealloc{
    //确定了,使用CGPDFDocumentRelease释放 PDFDocument 时候,会将 PDFPage 一起释放
    //好奇怪的设计 https://stackoverflow.com/questions/46903182/cgcontextdrawpdfpage-memory-leak-app-crash
    if (_pdfDocument != nil) {
        CGPDFDocumentRelease(_pdfDocument);
        _pdfDocument = nil;
    }

}

- (PDFContentViewController* _Nullable)showPage:(size_t)pageNum{
    if (_totalPageNum > 0 && pageNum <= _totalPageNum && pageNum > 0) {
//读取不同的 pdf 页时，不需要将旧的页面释放，这个工作由系统在 CGPDFDocumentGetPage 中完成
//        if (_currentPage != nil) {
//            CGPDFPageRelease(_currentPage);
//            _currentPage = nil;
//        }
        _currentPage = CGPDFDocumentGetPage(_pdfDocument, pageNum);
        PDFContentViewController* pdfContentViewController = [[PDFContentViewController alloc]init];
        [pdfContentViewController showPdfPage:_currentPage];
        pdfContentViewController.pageNumber = pageNum;
        return pdfContentViewController;
    }else{
        return nil;
    }
}

#pragma CALayerDelegate
- (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)context{
        //这里是怕异步渲染时，self 突然被释放掉造成崩溃（这个方法并不是闭包，所以不会自动捕获引用的变量）
        PDFContentViewController* strongSelf = self;
        //同理，防止绘制时，pdfPage 被释放
        CGPDFPageRetain(_pdfPage);
        double screenScale = [UIScreen mainScreen].scale;
        CGSize pdfPageOriginalPageSize = CGPDFPageGetBoxRect(strongSelf->_pdfPage, PDFContentDefaultPDFBox).size;
        CGSize imageSize = CGSizeMake(layer.bounds.size.width, layer.bounds.size.height);
        CGContextSetFillColorWithColor(context, [UIColor whiteColor].CGColor);
        CGContextSetStrokeColorWithColor(context, [UIColor whiteColor].CGColor);
        CGContextFillRect(context,CGContextGetClipBoundingBox(context));
        CGContextSaveGState(context);
        CGContextTranslateCTM(context, 0, layer.bounds.size.height);
        CGContextScaleCTM(context, 1, -1);
        
        CGContextScaleCTM(context, imageSize.width/(pdfPageOriginalPageSize.width > 0?pdfPageOriginalPageSize.width:imageSize.width), imageSize.height/(pdfPageOriginalPageSize.height > 0?pdfPageOriginalPageSize.height:imageSize.height));
        //    CGContextScaleCTM(context, 1/screenScale, 1/screenScale);
        CGContextDrawPDFPage(context, strongSelf->_pdfPage);
        CGContextRestoreGState(context);
        CGPDFPageRelease(_pdfPage);
}

根据 StackOverFlow 上面的说法，CGPDFDocumentGetPage 为了快速读取 PDF 页面，是有缓存的，通过打印内存地址也印证了这个说法。这就是手动释放 PDFPage 对象总是崩溃的原因。
http://stackoverflow.com/questions/13248282/uipageviewcontroller-transition-unbalanced-calls-to-begin-end-appearance-transi
http://blog.csdn.net/lqq200912408/article/details/50412893

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