iOS UI视图总篇

这篇文章介绍 UI视图 相关的内容，所涉及的知识点目录如下：

一、UITableView 相关

二、事件传递 & 视图响应

三、图像显示原理

四、卡顿 & 掉帧

五、绘制原理 & 异步绘制

六、离屏渲染

一、UITableView 相关

（一）重用机制

cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:Identifier]

真正被重用的时候，才会调用 [cell prepareForReuse] 方法，cell 消失并不会调用 prepareForReuse 。

代码实现重用原理，基本原理是通过两个 NSMutableSet：

• 重用池
• 正在使用的

如果确定一个 cell 是一定会被创建的，那么可以提前对 Identifier 进行 registerClass 的操作，这样通过 dequeueReusableCellWithIdentifier: 取出来的 cell 一定是不为 nil 的。

(二)数据源同步问题

在实际开发过程中，tableView 数据源的同步是一大令人头疼的问题，追加数据、变更数据、删除数据都有可能导致 tableView crash，所以处理好 数据源同步问题 ，是掌握 tableView 的关键。

一个最常见的crash问题是 数据源变更 没有放到 主线程，导致 tableView UI 刷新时， 数据源已经不是触发 UI 刷新时的数据，导致数据不匹配 crash。

那么数据源同步有哪两种方案呢？

并发访问、数据拷贝

以下面这个 case 为例：

大致解释一下这里的情况：

子线程正在进行网络请求操作，比如正在上传一个视频，但上传过程中用户把这个视频给删除了，因为上传是异步的，我们基本不可能在清理上传数据时，取消掉上传的网络请求。

如果这时网络回包上传成功了，那么就会把数据抛给主线程，重新刷新 UI ，这样就会把刚刚我们实际上已经删除的数据又加回来了。

上面这个问题在处理发表流程中非常常见，是一个基本必须处理的坑，那么这个问题要怎么处理呢？大家看一下下面的流程图：

清楚怎么处理了吗？

就是在用户删除本地数据的时，把这个数据拷贝一份塞到 deleteArray 中，等到网络请求回包后，这个数据能不能展示，需要经过 deleteArray 的过滤。

串行访问

串行的思路很简单，就是在用户手动处理数据变更时，必须等到子线程操作完成，才能进行下一步操作。

对比

并行方案 和 串行方案 有着不同的应用场景，一般来说：

• 耗时比较长的异步操作，可以采用 并行方案 ，比如： CDN上传；
• 耗时比较短的异步操作，可以采用 串行方案 ，比如： cgi访问。

二、事件传递 & 视图响应

（一）UIView 和 CALayer 的关系与区别

UIView = CALayer + 响应链

展示布局实际上是 CALayer.contents 决定的，contents对应一个位图。

你可能会说 UIView 也有 BackgroundColor 属性，那又是为什么呢？

实际上 UIView.backgroundColor == CALayer.backgroundColor ,也就是说 UIView.backgroundColor 是对 CALayer.backgroundColor 同名属性方法的一个封装。

通过单一设计原则，明确了 UIView 和 CALayer 的分工。

（二）事件传递

谁来响应手势，和我喊了一个人的名字，谁来响应是一个事情：

首先是某一篇区域的人听到我喊了这个人的名字，然后是这个人自己来回应我。

所以手势响应需要两个步骤：明确手势的响应区间 >> 决定哪个元素来响应。

所以也就对应着两个方法：

• (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;

• (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;

那这里实际上存在一个问题：pointInside: withEvent: 响应顺序是如何呢？

类比到我喊人的名字，但有8个区域，那这8个区域按照什么样的顺序判断是否响应我呢?

1. 通过加入到视图上的顺序，「倒序」遍历视图的 hitTest:withEvent: 的方法
2. 如果 hitTest:withEvent: 返回的是 nil ，那么就按顺序继续「倒序」遍历，直到没有可响应的对象为止。

那你可能好奇了，你说的这个顺序中并没有说到 pointInside:withEvent: ，它又有什么用呢？

hitTest:withEvent: 底层会调用 pointInside:withEvent: 方法，判断手势在不在控件上，如果你已经优先实现了 hitTest:withEvent: ，那么就不会再调用 pointInside:withEvent: 方法了，可以理解为一个控件只需要实现其中一个方法，就能达到自定义事件传递的效果。

hitTest:withEvent: 系统实现流程

视图事件响应

知识延伸：UIApplication 和 UIApplicationDelegate 的关系

main() 函数中执行了 UIApplicationMain() 函数：

int main(int argc, char * argv[]) { 
	@autoreleasepool { 
		return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class])); 
	} 
}

那 UIApplication 有什么用呢？

UIApplication 是应用程序的象征，每一个 App 都有自己的 UIApplication 对象，而且是单例：

通过[UIApplication sharedApplication]可以获得这个单例对象，这也是 iOS 程序启动后创建的第一个对象。

通过 UIApplication 对象，我们可以进行一些系统级别的操作：

• applicationIconBadgeNumber：设置应用程序图标右上角的红色提醒数字

那 UIApplication 和 UIApplicationDelegate 之间有什么关系呢？

1.UIApplication 是 App 和 系统 之间通信的一个接口

2.所有 ViewController 默认遵守了 UIApplicationDelegate

3.一旦有系统级别的消息要通知当前页面，通过 UIApplication 通知它的 delegate 对象，让 delegate 对象来响应这些系统事件，包括：

• 应用程序的生命周期事件（如程序启动和关闭）
• 系统事件（如来电）
• 内存警告
• 接收到远程通知
• 从其它应用程序跳入

三、图像显示原理

渲染路线

1. CPU 和 GPU 两个硬件是通过总线连接起来的，CPU将计算后的「bitmap」经过「总线」输出给「GPU」

2. GPU拿到「bitmap」后，进行图层渲染，将生成的结果放到「frame buffer」中

3. 最后由硬件控制器根据 sync 信号，在指令之前去 「frame buffer」提取显示内容，最终显示到屏幕上。

举例：

绘制好的内容最终会通过 Core Animation 框架 提供给 GPU OpenGL 渲染管线。

CPU 在渲染中承担的工作

1. 布局

• UI布局（frame设置、label文字size计算等）
• 文本计算

2. 绘制

• 调用 drawRect: 方法进行绘制，利用Quartz 2D提供的API绘制图形

3. 编解码

• 比如 setImage: 解码图片

4. 提交位图

GPU 在渲染中承担的工作

四、卡顿 & 掉帧

（一）UI 卡顿背后的原因

60fps，也即60帧，也即16.7ms就要产生一帧动画，也就是在这 16.7ms 内CPU和GPU协同产出一帧数据，如果没有按时产出，那就会导致掉帧。

为什么是60fps ? 这是因为人眼与大脑之间的协作无法感知超过60fps的画面更新

（二）滑动优化方案

1.从CPU角度进行优化

• 对象创建、销毁
• 预排版（布局计算、文本计算）
• 预渲染（文本等异步绘制、图片编解码等）

把不必要的工作放到子线程去做，让 CPU 有更多精力和时间去响应用户的交互。

2.从GPU角度进行优化

• 纹理渲染
• 视图混合

五、绘制原理 & 异步绘制

(一)UIView 的绘制原理

（二）异步绘制

关键方法：displayLayer

[layer.delegate displayLayer:]

• 代理负责生成对应的 bitmap
• 设置该 bitmap 作为 layer.contens 属性的值

六、离屏渲染

（一）什么是离屏渲染，如何解释离屏渲染？

当我们设置某一些 UI 视频时，如果指令是在「未全部合成」之前不能展示的，那么就触发了「离屏渲染」，常见的比如：圆角（当和maskToBounds一起使用）、蒙层、遮罩等，

离屏渲染 的概念起源于 GPU 层面，指的是：GPU在当前屏幕缓冲区以外新开辟了一个缓冲区进行渲染操作。

（二）为什么要避免离屏渲染？

触发离屏渲染时，毫无疑问会增加GPU的工作量，而增加GPU的工作量，可能会导致 CPU+GPU 生成单个帧的总工作时间加起来超过 16.7ms， 会导致掉帧或卡顿。而且：

• 离屏渲染 创建了新的渲染缓冲区，会造成内存更多开销
• 多通道渲染管线，最终还需要把多通道管线进行合成，这会增加 GPU 的负担。