[Masonry] 实现原理及链式调用分析

Masonry is a light-weight layout framework which wraps AutoLayout with a nicer syntax. Masonry has its own layout DSL which provides a chainable way of describing your NSLayoutConstraints which results in layout code that is more concise and readable. Masonry supports iOS and Mac OS X.

翻译：

Masonry是一个轻量级的布局框架，它使用更好的语法包装AutoLayout。 Masonry有自己的布局DSL，它提供了一种链式调用的方式来描述NSLayoutConstraints，从而使布局代码更简洁，更易读。 Masonry支持iOS和Mac OS X.

什么是DSL

DSL(Domain Specific Language) 翻译成中文就是:“领域特定语言”。首先，从定义就可以看出，DSL 也是一种编程语言，只不过它主要是用来处理某个特定领域的问题。

下边介绍iOS中如何实现链式调用的DSL。

为什么需要使用Masonry

首先看下直接用NSLayoutConstraints方式布局视图需要什么操作：

例如：我们需要布局一个视图view1，使他距离父视图上下左右都为10，NSLayoutConstraints布局代码如下：

公式：view1.top = superview.top * 1.0 + 10

UIView *superview = self.view;
UIView *view1 = [[UIView alloc] init];
view1.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
view1.backgroundColor = [UIColor greenColor];
[superview addSubview:view1];
UIEdgeInsets padding = UIEdgeInsetsMake(10, 10, 10, 10);
[superview addConstraints:@[
//view1 constraints
[NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1 attribute:NSLayoutAttributeTop relatedBy:NSLayoutRelationEqual toItem:superview attribute:NSLayoutAttributeTop multiplier:1.0 constant:padding.top], [NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1 attribute:NSLayoutAttributeLeft relatedBy:NSLayoutRelationEqual toItem:superview attribute:NSLayoutAttributeLeft multiplier:1.0 constant:padding.left], [NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1 attribute:NSLayoutAttributeBottom relatedBy:NSLayoutRelationEqual toItem:superview attribute:NSLayoutAttributeBottom multiplier:1.0 constant:-padding.bottom], [NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1 attribute:NSLayoutAttributeRight relatedBy:NSLayoutRelationEqual toItem:superview attribute:NSLayoutAttributeRight multiplier:1 constant:-padding.right], ]];
Masonry代码如下：

[view1 mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) { make.edges.mas_equalTo(superview).with.insets(padding);}];
由此可以看到使用NSLayoutConstraints方式布局代码及其冗余且不易读。

Masonry框架结构分析

主要的几个类：

View+MASAdditions.h

MASConstraintMaker

MASViewConstraint

masonry_struct_chart

从调用mas_makeConstraints方法说起

首先我们看一个简单调用的例子：

[view1 mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) { make.left.mas_equalTo(superview).offset(10)}];
mas_makeConstraints:实现如下：首先将self.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints置为NO，关闭自动添加约束，改为我们手动添加，接着创建一个MASConstraintMaker对象，通过block将constraintMaker对象回调给用户，让用户对constraintMaker对象的属性进行初始化，其中block(constraintMaker)就相当于我们直接在该方法内部调用make.left.mas_equalTo(superview).offset(10)，然后调用install方法对约束进行安装，该方法返回一个数组，数组当中存放约束数组，成员类型为MASViewConstraint

• (NSArray *)mas_makeConstraints:(void(^)(MASConstraintMaker *))block {
  self.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
  MASConstraintMaker *constraintMaker = [[MASConstraintMaker alloc] initWithView:self];
  block(constraintMaker);
  return [constraintMaker install];}
  紧接着看下block回调回来的操作是如何进行的，也就是下面的这些代码：

make.left.mas_equalTo(superview).offset(10)
点击去看下.left的调用实现：

• (MASConstraint *)addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute { return [self constraint:nil addConstraintWithLayoutAttribute:layoutAttribute];}- (MASConstraint *)left { return [self addConstraintWithLayoutAttribute:NSLayoutAttributeLeft];}
  最后调用：

• (MASConstraint *)constraint:(MASConstraint *)constraint addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {
  MASViewAttribute *viewAttribute = [[MASViewAttribute alloc] initWithView:self.view layoutAttribute:layoutAttribute];
  MASViewConstraint *newConstraint = [[MASViewConstraint alloc] initWithFirstViewAttribute:viewAttribute];
  if ([constraint isKindOfClass:MASViewConstraint.class]) {
  //replace with composite constraint
  NSArray *children = @[constraint, newConstraint];
  MASCompositeConstraint *compositeConstraint = [[MASCompositeConstraint alloc] initWithChildren:children];
  compositeConstraint.delegate = self;
  [self constraint:constraint shouldBeReplacedWithConstraint:compositeConstraint];
  return compositeConstraint; }
  if (!constraint) {
  newConstraint.delegate = self;
  [self.constraints addObject:newConstraint];
  }
  return newConstraint;}
  其中有一个MASViewAttribute的类，该类其实是对UIView和NSLayoutAttribute的封装

MASViewConstraint是对NSLayoutConstraint的封装，最后将布局约束添加到一个数组当中

block回调执行完毕之后，最后对布局进行安装[constraintMaker install]，该方法，最后会调用到MASViewConstraint当中的install方法，其中有一个比较重要的方法：

MAS_VIEW *closestCommonSuperview = [self.firstViewAttribute.view mas_closestCommonSuperview:self.secondViewAttribute.view];

• (instancetype)mas_closestCommonSuperview:(MAS_VIEW *)view {
  MAS_VIEW *closestCommonSuperview = nil; // 定义一个公共父视图
  MAS_VIEW *secondViewSuperview = view;
  while (!closestCommonSuperview && secondViewSuperview) {
  // 遍历secondView的父视图
  MAS_VIEW *firstViewSuperview = self;
  while (!closestCommonSuperview && firstViewSuperview) { // 遍历当前视图的父视图
  if (secondViewSuperview == firstViewSuperview) {
  closestCommonSuperview = secondViewSuperview; // 找到公共父视图
  }
  firstViewSuperview = firstViewSuperview.superview;
  }
  secondViewSuperview = secondViewSuperview.superview;
  }
  return closestCommonSuperview;}
  该方法是查找两个视图最近的公共父视图，这个类似求两个数字的最小公倍数。如果找到了就返回，如果找不到就返回nil。寻找两个视图的公共父视图对于约束的添加来说是非常重要的，因为相对的约束是添加到其公共父视图上的。比如举个列子 viewA.left = viewB.right + 10, 因为是viewA与viewB的相对约束，那么约束是添加在viewA与viewB的公共父视图上的，如果viewB是viewA的父视图，那么约束就添加在viewB上从而对viewA起到约束作用。

遇到的问题

MAS_SHORTHAND 和 MAS_SHORTHAND_GLOBALS的含义

MAS_SHORTHAND: 如果我们用Masonry框架不想写mas_前缀，需要在导入头文件之前定义这个宏

MAS_SHORTHAND_GLOBALS: 定义这个宏，可以让equalTo接受基本数据类型，内部会对基本数据类型进行封装

//define this constant if you want to use Masonry without the 'mas_' prefix#define MAS_SHORTHAND
//define this constant if you want to enable auto-boxing for default syntax#
define MAS_SHORTHAND_GLOBALS#import "Masonry.h"
Convenience initializer 和 designated initializer

在我们阅读masonry源码的过程中，我们发现有两个初始化方法，注释不太一样，位于MASViewAttribute类下：

/** * Convenience initializer. */

• (id)initWithView:(MAS_VIEW )view layoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute;
  /* * The designated initializer. */
• (id)initWithView:(MAS_VIEW *)view item:(id)item layoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute;
  这两种初始化的方式有什么区别呢，平时在我们开发当中，我们可能需要通过初始化来确定一些属性的值，并不想由外界来修改它，于是我们可能会需要些很多个initWith方法，加入我的这个对象有姓名、性别、年龄等属性，但是我初始化的时候，并不是所有地方都要知道这些信息，于是我们可能会有initWithUserName:、initWithSex:、initWithUserName:age:等方法，为了管理我们的initWith方法，Apple 将 init 方法分为两种类型：designated initializer 和 convenience initializer (又叫 secondary initializer)

designated initializer 只有一个，它会为 class当中每个 property 都提供一个初始值，是最完整的 initWith 方法，例如我们在masonry当中也可以看到：

• (id)initWithView:(MAS_VIEW *)view layoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {
  self = [self initWithView:view item:view layoutAttribute:layoutAttribute];
  return self;}
• (id)initWithView:(MAS_VIEW *)view item:(id)item layoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {
  self = [super init];
  if (!self) return nil;
  _view = view;
  _item = item;
  _layoutAttribute = layoutAttribute;
  return self;}
  最终都会调用到- (id)initWithView:(MAS_VIEW *)view item:(id)item layoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute方法

convenience initializer 则可以有很多个，它可以选择只初始化部分的 property。convenience initializer 最后到会调用到 designated initializer，所以 designated initializer 也可以叫做 final initializer

NS_NOESCAPE修饰符

在masonry源码当中，我们看到在修饰block的时候用到了NS_NOESCAPE

• (NSArray *)mas_makeConstraints:(void(NS_NOESCAPE ^)(MASConstraintMaker *make))block;
  NS_NOESCAPE用于修饰方法中的block类型参数，作用是告诉编译器，这个block在mas_makeConstraints:方法返回之前就会执行完毕，而不是被保存起来在之后的某个时候再执行

masonry为什么不会引起循环引用

比如我们可能经常会写如下代码：

[self.view mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
make.left.equalTo(self.view.superview).offset(10);
}];
这里为什么不需要写@weakify(self)，接着看mas_makeConstraints:是如何实现的：

• (NSArray *)mas_makeConstraints:(void(^)(MASConstraintMaker *))block {
  self.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
  MASConstraintMaker *constraintMaker = [[MASConstraintMaker alloc] initWithView:self];
  block(constraintMaker);
  return [constraintMaker install];
  }
  从代码中可以看到，block强引用了self,但是在mas_makeConstraints:方法中self并没有直接或间接持有block，而是直接调用block(constraintMaker),所以不会引起强引用

链式调用实战应用

在我们开发过程中，我们会经常用到UILabel，每次初始化都要设置一堆的属性，比较麻烦，当然我们也可以采取类似如下方法：+ (UILabel *)createLabelWithFont:(UIFont *)font andTextColor:(UIColor *)color andDefaultContent:(NSString *)content，但是一旦我们所需要初始化的参数比较多时，就会造成方法参数非常多，甚至我们有些参数根本不需要初始化，用链式编程该如何实现呢？？

首先为UILabel创建一个category，#import “UILabel+zjLabel.h”，代码如下：

import "UILabel+zjLabel.h"

@implementation UILabel (zjLabel)

• (UILabel *)zj_createLabel:(void (^)(UILabel * _Nonnull))block{
  UILabel *label = [UILabel new];
  block(label);
  return label;
  }

• (UILabel *(^)(NSString *))zj_text{
  return ^(NSString *str){
  self.text = str;
  return self;
  };
  }

• (UILabel *(^)(UIFont *))zj_font{
  return ^(UIFont *font){
  self.font = font;
  return self;
  };
  }

• (UILabel *(^)(UIColor *))zj_textColor{
  return ^(UIColor *color){
  self.textColor = color;
  return self;
  };
  }

• (UILabel *(^)(NSTextAlignment))zj_textAlignment{
  return ^(NSTextAlignment aligment){
  self.textAlignment = aligment;
  return self;
  };
  }
  在需要的地方调用方式如下：

UILabel *label = [UILabel zj_createLabel:^(UILabel * _Nonnull label) {
label.zj_text(@"haha").zj_font([UIFont systemFontOfSize:24]).zj_textColor(UIColor.redColor);
}];
[superview addSubview:label];
不需要初始化的参数可以直接不写，只初始化我们需要的

总结

另外很多人担心自动布局的性能问题，事实上苹果已经在iOS12中对auto layout进行优化：

WWDC2018讲解了iOS12优化后的表现

auto_layout_ optimize

可以看到在iOS12之前auto layout性能会随着嵌套视图的增加呈指数增长，但是在iOS12上苹果官方已经对此进行了优化，随着嵌套视图的增加性能问题得到了大幅的提升。

链式编程的特点：方法返回值是block，而且该block必须有返回值，返回值就是对象本身，block也可以输入参数