UIView和CALayer

UIView与CALayer的关系

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。它本身完全是由CoreAnimation来实现的。

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)，它真正的绘图部分，是由一个CALayer类来管理。UIView通过layer属性可以访问这个层。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。UIView可以通过addSubview:方法添加子视图，类似地，CALayer可以通过addSublayer:方法添加子层。

UIView是iOS系统中界面元素的基础，所有的界面元素都是继承自它。UIView本身更像是一个CALayer的管理器，访问它的跟绘图、跟坐标有关的属性。例如frame、bounds等，实际上内部都是在访问它所包含的CALayer的相关属性。

UIView有个重要属性layer，可以返回它的主CALayer实例。要访问层，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。

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。

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：

-  (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。

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。UIView的layer树形在系统内部，被维护着三份copy。分别是：

“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。

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。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。

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。

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

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()];

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。

characterView.layer.transform = CATransform3DMakeScale(-1.0,-1.0,1.0);

CGAffineTransform transform = CGAffineTransformMakeRotation(45.0);

backgroundView.layer.affineTransform = transform;

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。

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，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。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。

自定义层的方法1：

创建一个CALayer的子类，然后覆盖drawInContext:方法，使用Quartz2D API进行绘图。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。

自定义层的方法2：

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。需要调用setNeedsDisplay这个方法，才会通知delegate进行绘图。

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。

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。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。

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