iOS - CALayer 与UIView 的关系

1.UIView和CALayer的联系

UIView有个属性 layer,苹果官方给的注释是：

@property(nonatomic,readonly,strong)   CALayer  *layer
// returns view's layer. Will always return a non-nil value. view is layer's delegate

CALayer是图层，和界面展示相关。UIView很多属性和方法和CALayer里的属性和方法是一致的。UIView可以看做是CALayer的管理者，除了负责视图展示之外，还可以处理一些事件，比如手势交互等。但我们对UIView做的一些有关视图显示和动画的操作，本质上还是对CALayer进行的操作。

比如我们访问UIView跟绘图和跟坐标有关的属性，例如frame，bounds等等，实际上内部都是在访问它所包含的CALayer的相关属性。

2. UIView有个重要属性layer

// 访问层，读取 UIView 实例的 layer 属性
CALayer *layer = myView.layer;

所有从UIView继承来的对象都继承了这个属性。这意味着你可以转换、缩放、旋转，甚至可以在Navigation bars，Tables，Text boxes等其它的View类上增加动画。每个UIView都有一个层，控制着各自的内容最终被显示在屏幕上的方式。

UIView的layerClass方法，可以返回主layer所使用的类，UIView的子类可以通过重载这个方法，来让UIView使用不同的CALayer来显示。代码示例：

// 来让UIView使用不同的CALayer来显示
- (Class)layerClass {
    return [CAEAGLLayer class];
}

上述代码使得某个UIView的子类使用GL来进行绘制。

3.UIView的CALayer类似UIView的子View树形结构

也可以向它的layer上添加子layer，来完成某些特殊的表示。即CALayer层是可以嵌套的。
示例代码：

- (void)addSubLayer {
    CALayer *grayCover = [[CALayer alloc] init];
    grayCover.frame = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
    grayCover.backgroundColor = [[[UIColor blackColor] colorWithAlphaComponent:0.2] CGColor];
    [self.view.layer addSublayer:grayCover];
}

执行结果如下

image.png

上述代码会在目标View上敷上一层黑色透明薄膜的效果。

4.UIView的layer树形在系统内部，被维护着三份copy

逻辑树 这里是代码可以操纵的；
动画树 是一个中间层，系统就在这一层上更改属性，进行各种渲染操作；
显示树 其内容就是当前正被显示在屏幕上得内容。

5.动画的运作

对UIView的subLayer（非主Layer）属性进行更改，系统将自动进行动画生成，动画持续时间的缺省值似乎是0.5秒。

6.坐标系统

CALayer的坐标系统比UIView多了一个anchorPoint属性，使用CGPoint结构表示，值域是0~1，是个比例值。

这个点是各种图形变换的坐标原点，同时会更改layer的position的位置，它的缺省值是{0.5,0.5}，即在layer的中央。

layer.anchorPoint = CGPointMake(0.f,0.f);如果这么设置，只会将layer的左上角被挪到原来的中间位置，必须加上这一句：某layer.position = CGPointMake(0.f,0.f);

7.设置圆角

layer可以设置圆角显示（cornerRadius），也可以设置阴影 (shadowColor)。但是如果layer树中某个layer设置了圆角，树种所有layer的阴影效果都将不显示了。因此若是要有圆角又要阴影，变通方法只能做两个重叠的UIView，一个的layer显示圆角，一个layer显示阴影......

8.渲染

当更新层，改变不能立即显示在屏幕上。当所有的层都准备好时，可以调用setNeedsDisplay方法来重绘显示。

[gameLayer setNeedsDisplay];

若要重绘部分屏幕区域，请使用setNeedsDisplayInRect:方法，通过在CGRect结构的区域更新：

[gameLayer setNeedsDisplayInRect:CGRectMake(150.0,100.0,50.0,75.0)];

如果是用的Core Graphics框架来执行渲染的话，可以直接渲染Core Graphics的内容。用renderInContext:来做这个事。

[gameLayer renderInContext:UIGraphicsGetCurrentContext()];

9. 变换

要在一个层中添加一个3D或仿射变换，可以分别设置层的transform或affineTransform属性。

- (void)addTransform {
    self.layer.transform = CATransform3DMakeScale(-1.0, -1.0, 1.0);
    
    CGAffineTransform transform = CGAffineTransformMakeRotation(45.0);
    self.layer.affineTransform = transform;
}

10. 变形

Quartz Core的渲染能力，使二维图像可以被自由操纵，就好像是三维的。图像可以在一个三维坐标系中以任意角度被旋转，缩放和倾斜。CATransform3D的一套方法提供了一些魔术般的变换效果。

11 UIView 和CALayer设置视图位置和大小的几个属性

11.1 Frame

UIView和CALayer共有属性，为CGRect 类型，可以设置视图的X、Y坐标，以及视图的width和height。X、Y确定了该视图在其父视图的位置（layer在父layer的位置），width、height则确定了该视图的大小。

11.2 bounds

UIView和CALayer共有属性，为CGRect 类型，可以设置视图的X、Y坐标，以及视图的width和height。X、Y默认都是0，可以用来调整该视图的全部子视图在它的内部的位置（子layer在其内部的位置），width、height则确定了该视图的大小。如果子视图的bounds比父视图大，那么子视图可以全部显示出来

11.3 center

UIView独有的属性，是CGPoint类型，是子视图的中心在父视图中的位置，是frame的中心位置。

11.4 position

CALayer独有的属性，是CGPoint类型，layer 的anchorPoint（锚点）在父类的layer相对位置。

11.5 zPosition

CALayer独有的属性，是CGFloat类型。zPosition等效于在Z轴上做了个偏移Transform，所以我们可以通过3D Transform来视觉化各个CALayer的zPosition。

11.6 anchorPoint

俗称（锚点）CALayer独有的属性，是CGPoint类型。决定着CALayer身上的哪个点会在position属性所指的位置

以自己的左上角为原点(0, 0)。它的x、y取值范围都是0~1，默认值为（0.5, 0.5）。关于position和anchorPoint如何确定子视图在父视图上的位置，

11.7 anchorPointZ

CALayer独有的属性，是CGFloat类型。anchorPointZ和anchorPointZ在一起使用可以确定一个立方体在三维空间的位置

了解这些属性的含义，以后在做动画的时候，就可以通过不断变化相应控件的位置和大小，达到我们想要的效果

总结

总接来说就是如下几点：

每个 UIView 内部都有一个 CALayer 在背后提供内容的绘制和显示，并且 UIView 的尺寸样式都由内部的 Layer 所提供。两者都有树状层级结构，layer 内部有 SubLayers，View 内部有 SubViews.但是 Layer 比 View 多了个AnchorPoint
在 View显示的时候，UIView 做为 Layer 的 CALayerDelegate,View 的显示内容由内部的 CALayer 的 display
CALayer 是默认修改属性支持隐式动画的，在给 UIView 的 Layer 做动画的时候，View 作为 Layer 的代理，Layer 通过 actionForLayer:forKey:向 View请求相应的 action(动画行为)
layer 内部维护着三分 layer tree,分别是 presentLayer Tree(动画树),modeLayer Tree(模型树), Render Tree (渲染树),在做 iOS动画的时候，我们修改动画的属性，在动画的其实是 Layer 的 presentLayer的属性值,而最终展示在界面上的其实是提供 View的modelLayer
两者最明显的区别是 View可以接受并处理事件，而 Layer 不可以

本文参考darren.yang 的 CALayer与UIView的关系文章
iOS动画（一）UIView和CALayer关系
 详解 CALayer 和 UIView 的区别和联系

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