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IOS进阶 - CALayer简单介绍
2016年07月11日 13:26:30 阅读数：1550
* 在iOS系统中，你能看得见摸得着的东西基本上都是UIView，比如一个按钮、一个文本标签、一个文本输入框、一个图标等等，这些都是UIView。
* 其实UIView之所以能显示在屏幕上，完全是因为它内部的一个层。
* 在创建UIView对象时，UIView内部会自动创建一个层(即CALayer对象)，通过UIView的layer属性可以访问这个层。当UIView需要显示到屏幕上时，会调用 drawRect:方法进行绘图，并且会将所有内容绘制在自己的层上，绘图完毕后，系统会将层拷贝到屏幕上，于是就完成了UIView的显示。
* 换句话说，UIView本身不具备显示的功能，是它内部的层才有显示功能。
* UIView是iOS系统中界面元素的基础，所有的界面元素都继承自它。它本身完全是由CoreAnimation来实现的（Mac下似乎不是这样）。它真正的绘图部分，是由一个叫CALayer（Core Animation Layer）的类来管理。UIView本身，更像是一个CALayer的管理器，访问它的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。
就是说我们在操作UIView的一些跟绘图和坐标有关的属性的时候,比如, self.view.backGround =[UIColor yellowColor] ,本质仍然是对CLayer做了操作. 由于代码封装我们看不到罢了.
* UIView有个layer属性，可以返回它的主CALayer实例，UIView有一个layerClass方法，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，例如通过
使某个UIView的子类使用GL来进行绘制。
* 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。例如下面的代码
会在目标View上敷上一层黑色的透明薄膜。
* UIView的layer树形在系统内部，被系统维护着三份copy（这段理解有点吃不准）。
第一份，逻辑树，就是代码里可以操纵的，例如更改layer的属性等等就在这一份。
第二份，动画树，这是一个中间层，系统正在这一层上更改属性，进行各种渲染操作。
第三份，显示树，这棵树的内容是当前正被显示在屏幕上的内容。
这三棵树的逻辑结构都是一样的，区别只有各自的属性。
*动画的运作
UIView的主layer以外（我觉得是这样），对它的subLayer，也就是子layer的属性进行更改，系统将自动进行动画生成，动画持续时间有 个缺省时间，个人感觉大概是0.5秒。在动画时间里，系统自动判定哪些属性更改了，自动对更改的属性进行动画插值，生成中间帧然后连续显示产生动画效果。
*坐标系系统（对position和anchorPoint的关系还是犯晕）
CALayer的坐标系系统和UIView有点不一样，它多了一个叫anchorPoint的属性，它使用CGPoint结构，但是值域是0~1，也就是 按照比例来设置。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}，也就是在layer的中央。
某layer.anchorPoint = CGPointMake(0.f, 0.f);
如果这么设置，layer的左上角就会被挪到原来的中间的位置，
加上这样一句就好了
某layer.position = CGPointMake(0.f, 0.f);
*layer可以设置圆角显示，例如UIButton的效果，也可以设置阴影显示，但是如果layer树中的某个layer设置了圆角，树中所有layer 的阴影效果都将显示不了了。如果既想有圆角又想要阴影，好像只能做两个重叠的UIView，一个的layer显示圆角，一个的layer显示阴 影.....
上面已经说过了，UIView之所以能够显示，完全是因为内部的CALayer对象。因此，通过操作这个CALayer对象，可以很方便地调整UIView的一些界面属性，比如：阴影、圆角大小、边框宽度和颜色等。
1.CALayer是被定义在QuartzCore框架中的，因此要想使用CALayer，先导入QuartzCore框架(如果已经导入了UIKit框架,就无需导入QuartzCore框架,因为UIKit本身已经引入QuartzCore框架 )
1> 点击项目名称，然后点击右边TARGETS下面的target
2> 点击Build Pases后，展开Link Binary....，添加 + 号
3> 在搜索框中输入"Quartz"，选中QuartzCore.framework，最后add添加
4> 添加完毕后，这个框架就会出现在项目文件夹中
如果你觉得位置不好看，还可以将它拖到Frameworks文件夹下，跟其他框架放一起
2.在项目代码中导入QuartzCore框架的主头文件
3.通过CALayer修改UIImageView的界面属性
你也可以使用UIButton或者UILabel，这里就以UIImageView为例子
1> 先创建一个UIImageView，添加到控制器的view中
2> 设置阴影
* 第1行设置阴影的颜色为灰色，注意，这里使用的是UIColor的CGColor属性，是一种CGColorRef类型的数据
* 第2行设置阴影的偏移大小，可以看出阴影往原图的右下角偏移
* 第3行设置阴影的不透明度为0.5，表示半透明。如果为1，代表完全不透明。
3> 设置圆角大小
通过layer属性可以访问视图内部的CALayer对象
* 第1行设置圆角半径为10
* 第2行的maskToBounds=YES：可以看做是强制内部的所有子层支持圆角效果，少了这个设置，UIImageView是不会有圆角效果的
* 注意，如果设置了maskToBounds=YES，那将不会有阴影效果
4> 设置边框宽度和颜色
* 第1行设置边框宽度为5
* 第2行设置边框颜色为红色
5> 设置旋转
* 利用transform属性可以设置旋转、缩放等效果
* M_PI_4表示四分之π，顺时针旋转45°
* 后面的(0, 0, 1)表示Z轴这个向量，修改这个向量可以做一些三维旋转效果，你可以随便改个值试一下，比如(1, 1, 1)
* 总体的意思是layer会绕着Z轴顺时针旋转45°，也就是在x、y平面进行旋转
* 第1行创建了一个自动释放的CALayer对象，你也可以使用经典的alloc和init方法来创建
* 第12行将创建好的层添加到控制器的view的层中
* 在第7行设置需要显示的图片，注意，这里用的是UIImage的CGImage属性，是一种CGImageRef类型的数据
三、为什么CALayer中使用CGColorRef和CGImageRef这2种数据类型，而不用UIColor和UIImage？
* 首先要知道：CALayer是定义在QuartzCore框架中的；CGImageRef、CGColorRef两种数据类型是定义在CoreGraphics框架中的；UIColor、UIImage是定义在UIKit框架中的
* 其次，QuartzCore框架和CoreGraphics框架是可以跨平台使用的，在iOS和Mac OS X上都能使用，但是UIKit只能在iOS中使用
* 因此，为了保证可移植性，QuartzCore不能使用UIImage、UIColor，只能使用CGImageRef、CGColorRef
* 不过很多情况下，可以通过UIKit对象的特定方法，得到CoreGraphics对象，比如UIImage的CGImage方法可以返回一个CGImageRef
细心的朋友不难发现，其实前面的2个效果不仅可以通过添加层来实现，还可以通过添加UIView来实现。比如，第1个红色的层可以用一个UIView来实现，第2个显示图片的层可以用一个UIImageView来实现。 既然CALayer和UIView都能实现相同的显示效果，那究竟该选择谁好呢？
* 其实，对比CALayer，UIView多了一个事件处理的功能。也就是说，CALayer不能处理用户的触摸事件，而UIView可以
* 所以，如果显示出来的东西需要跟用户进行交互的话，用UIView；如果不需要跟用户进行交互，用UIView或者CALayer都可以
* 当然，CALayer的性能会高一些，因为它少了事件处理的功能，更加轻量级
* UIView可以通过subviews属性访问所有的子视图，类似地，CALayer也可以通过sublayers属性访问所有的子层
* UIView可以通过superview属性访问父视图，类似地，CALayer也可以通过superlayer属性访问父层
* 下面再看一张UIView和CALayer的关系图：
如果两个UIView是父子关系，那么它们内部的CALayer也是父子关系。
* 在前面几讲中已经提到，每一个UIView内部都默认关联着一个CALayer，我们可用称这个Layer为Root Layer（根层）。所有的非Root Layer，也就是手动创建的CALayer对象，都存在着隐式动画。
* 与UIView不同,CALayer实际上包含了一个表现层和一个模型层。模型层是用来在内存中存储必要的图层信息的。表现层则是用在将图层显示在屏幕上,并为此做了相应的优化。
如果说一个动画是隐式动画,那就意味着用做动画的属性是在模型层中被修改的然后在通过表现层传递出来,并最终显示在屏幕上。 如果动画是显示动画,进行动画的属性就是只存在于表现层的,而原始的模型层(在进行动画之前的)会保持不变。这就意味着除非做其他的动作,否则在一个显示动画结束之后,CALayer会回到动画开始之前的状态,因为下面的模型层并没有被修改.
* 当对非Root Layer的部分属性进行相应的修改时，默认会自动产生一些动画效果，这些属性称为Animatable Properties(可动画属性)。
* 列举几个常见的Animatable Properties：
bounds：用于设置CALayer的宽度和高度。修改这个属性会产生缩放动画
backgroundColor：用于设置CALayer的背景色。修改这个属性会产生背景色的渐变动画
position：用于设置CALayer的位置。修改这个属性会产生平移动画
比如：假设一开始CALayer的position为(100, 100)，然后在某个时刻修改为(200, 200)，那么整个CALayer就会在短时间内从(100, 100)这个位置平移到(200, 200)
* 我们也可以从官方文档中查询所有的Animatable Properties
1.点击Window -> Organizer
2.在搜索框输入"animatable"即可
* position和anchorPoint属性都是CGPoint类型的
* position可以用来设置CALayer在父层中的位置，它是以父层的左上角为坐标原点(0, 0)
* anchorPoint称为"定位点"，它决定着CALayer身上的哪个点会在position属性所指的位置。它的x、y取值范围都是0~1，默认值为(0.5, 0.5)
1.创建一个CALayer，添加到控制器的view的layer中
第5行设置了myLayer的position为(100, 100)，又因为anchorPoint默认是(0.5, 0.5)，所以最后的效果是：myLayer的中点会在父层的(100, 100)位置
注意，蓝色线是我自己加上去的，方便大家理解，并不是默认的显示效果。两条蓝色线的宽度均为100。
2.若将anchorPoint改为(0, 0)，myLayer的左上角会在(100, 100)位置
3.若将anchorPoint改为(1, 1)，myLayer的右下角会在(100, 100)位置
4.将anchorPoint改为(0, 1)，myLayer的左下角会在(100, 100)位置
我想，你应该已经明白anchorPoint的用途了吧，它决定着CALayer身上的哪个点会在position所指定的位置上。它的x、y取值范围都是0~1，默认值为(0.5, 0.5)，因此，默认情况下，CALayer的中点会在position所指定的位置上。当anchorPoint为其他值时，以此类推。
方法描述：创建一个CALayer的子类，然后覆盖drawInContext:方法，使用Quartz2D API进行绘图
创建一个CALayer的子类
2.在.m文件中覆盖drawInContext:方法，在里面绘图
3.在控制器中添加图层到屏幕上
注意第7行，需要调用setNeedsDisplay这个方法，才会触发drawInContext:方法的调用，然后进行绘图
方法描述：设置CALayer的delegate，然后让delegate实现drawLayer:inContext:方法，当CALayer需要绘图时，会调用delegate的drawLayer:inContext:方法进行绘图。
* 这里要注意的是：不能再将某个UIView设置为CALayer的delegate，因为UIView对象已经是它内部根层的delegate，再次设置为其他层的delegate就会出问题。UIView和它内部CALayer的默认关系图：
1.创建新的层，设置delegate，然后添加到控制器的view的layer中
* 在第3行设置了CALayer的delegate，这里的self是指控制器
* 注意第9行，需要调用setNeedsDisplay这个方法，才会通知delegate进行绘图
2.让CALayer的delegate(前面设置的是控制器)实现drawLayer:inContext:方法
1.总结
无论采取哪种方法来自定义层，都必须调用CALayer的setNeedsDisplay方法才能正常绘图。
2.UIView的详细显示过程
* 当UIView需要显示时，它内部的层会准备好一个CGContextRef(图形上下文)，然后调用delegate(这里就是UIView)的drawLayer:inContext:方法，并且传入已经准备好的CGContextRef对象。而UIView在drawLayer:inContext:方法中又会调用自己的drawRect:方法
* 平时在drawRect:中通过UIGraphicsGetCurrentContext()获取的就是由层传入的CGContextRef对象，在drawRect:中完成的所有绘图都会填入层的CGContextRef中，然后被拷贝至屏幕
参考:
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