核心动画Core Animation，其实是由Layer Kit这样一个名字演变而来。它实际上是一个复合引擎，可以将存储在图层树体系中的不同独立图层，尽可能快地组合成不同的可视内容呈现于屏幕上；所以做动画只是Core Animation的特性之一；
Core Animation直接作用于CALayer上，而图层树又是形成了UIKit以及我们在iOS应用程序所能在屏幕上看见一切的基础。因此，在讨论动画之前，我们有必要对于图层这一概念进行深入的理解。
本篇主要内容：
1.理解视图与图层
2.CALyer寄宿图与contents属性
3.UIView方法绘制自定义寄宿图
4.CALyer方法绘制自定义寄宿图
一、理解视图与图层
UIView我们都非常熟悉， 但它其实是对于CALayer的一层封装，我们在创建UIView时，其内部会自动创建CALayer图层对象(即UIView的关联图层)，UIView调用drawRect:方法进行绘图，并且将所有的内容绘制到自己的图层上，绘制完毕后，系统会将图层拷贝到屏幕上，于是就完成了UIView显示。
视图的的职责就是创建并管理这个图层，以确保子视图在层级关系中添加或者被移除的时候，它们的关联图层也同样对应在层级关系树当中有相同的操作。我们在访问UIView的frame,bounds等属性又或者设置动画，其实也都是在操作其关联图层CALayer的特性。
但是，UIView因为继承了UIResponder而具备响应事件的能力；而CALayer并不清楚具体的响应者链(iOS通过视图等级关系用来传送触摸事件的机制)，于是它并不能响应事件，即使它也提供一些方法来判断是否一个触点在图层的范围之内。
最后，总结UIView(视图)与CALayer(图层)的关系：UIView = CALayer(负责绘制显示内容的功能) + 处理用户交互的功能。
1.图层与视图的底层关系
下面的图示很好的展示了UIView与CALayer的底层上的区别：
图层与视图的底层关系.png
UIView、UIColor、UIImage都定义于UIKit框架中；
CALayer定义在QuartzCore框架中的CoreAnimation中；
CGImageRef、CGColorRef两种数据类型是定义在Core Graphics框架中；
QuartzCore框架和CoreGraphics框架可以跨平台使用，在iOS和Mac OS上都能使用 ,但是UIKit却只能在iOS中使用；为了保证可移植性，QuartzCore是不能直接使用UIImage和UIColor的，如果使用需要将其转化为CGImageRef、CGColorRef
2.使用图层
使用图层十分简单，区别在于图层必须添加到图层上，具体代码如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
CALayer *colorLayer = [CALayer new];
colorLayer.backgroundColor = [UIColor orangeColor].CGColor;
colorLayer.frame = CGRectMake(30, 30, kDeviceWidth -60, 200);
[self.view.layer addSublayer:colorLayer];
}
3.图层的能力
苹果为我们提供了简洁方便的UIView的接口，而且为UIView增加了处理触摸事件的能力，但这种简单的设计也不可避免带来灵活上的缺陷，如果我们需要在底层做一些改变，或者使用一些没有在UIView上实现的接口功能，此时就需要我们介入Core Amimation底层了。
下面是一些UIView没有暴露出来的CALayer的功能：
- 设置阴影、圆角、带颜色边框
- 3D变换
- 非矩形范围
- 透明遮罩
- 多级非线性动画
二、CALyer寄宿图与contents属性
CALayer具有和UIView一样的层级关系树，可用于显示一个矩形块。但事实上它还通过contents属性包含并显示一张图片，称之为CALayer的寄宿图。CALayer的contents属性虽被定义为id，但是真正可以被赋值的类型是CGImageRef，指向的是一个CGImage结构的指针。
在Mac OS系统上，contents属性对于CGIamge和NSImage类型的值都起作用；而对于iOS平台，虽然UIImage的CGImage属性也返回一个CGImageRef，但如果将这个值直接赋值给CALayer的contents，却会得到一个编译错误。这是因为CGImageRef并不是一个真正的Cocoa对象，而是一个Core Foundation类型；
具体解决方法就是使用bridged关键字，下面是用于演示的代码：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
UIView *colorView = [UIView new];
colorView.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
colorView.frame = CGRectMake(30, 30, kDeviceWidth -60, 200);
[self.view addSubview:colorView];
UIImage *headerImage = [UIImage imageNamed:@"header"];
colorView.layer.contents = (__bridge id)headerImage.CGImage;
}
效果图如下：
测试CALayer寄宿图1.png
我们没有通过UIImageView的方法，而是直接利用CALaye显示了一张图片。这似乎很酷，但惊喜之余，我们也发现了仍然存在的小缺憾，那就是此时的图片显示效果是变形的；那它是否也可以像UIImageView一样具有可设置的方法呢，答案是肯定的，我们可以使用如下的代码，将图片自适应显示：
colorView.layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
效果图如下：
测试CALayer寄宿图2.png
另外，类似的对于CALayer的显示设置和UIView具有下面的对应关系(这里仅简单总结概念和用处)：
CALayer与UIView属性对应关系.png
三、UIView方法绘制自定义寄宿图
给contents赋值CGImage的值并不是唯一设置寄宿图的方法，我们也可以直接使用Core Graphics直接绘制寄宿图，即通过继承UIView并实现-drawRect:的方式。
-drawRect：方法是UIView没有默认实现的方法，因为寄宿图并不是必须的；但如果UIView检测到此方法被实现了，此方法会被自动调用，然后我们就可以在其中使用Core Graphics绘制自己需要的内容了；下面的代码就演示了drawRect自定义绘制寄宿图的具体操作，实现了一个环形的绘制:
@implementation TestLayerVC
- (void)viewDidLoad {
//测试drawRect自定义绘制寄宿图
CustomCircleView *customCircleView = [CustomCircleView new];
customCircleView.frame = CGRectMake((kDeviceWidth - 100)/2, 250, 100 , 100);
[self.view addSubview:customCircleView];
}
@end
@implementation CustomCircleView
- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame
{
self = [super initWithFrame:frame];
if (self) {
//使用drawRect，默认背景色为黑色；以下两种方式解决：
// self.opaque = NO;
self.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
}
return self;
}
- (void)drawRect:(CGRect)rect{
//获取画布
CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
//画笔颜色
CGContextSetStrokeColorWithColor(context, [UIColor redColor].CGColor);
//画笔宽度
CGFloat lineWidth = 5;
CGContextSetLineWidth(context, lineWidth);
//圆点坐标
CGFloat centerX = CGRectGetWidth(rect)/2.0;
CGFloat centerY = CGRectGetHeight(rect)/2.0;
CGFloat cusRadius = self.frame.size.width/2.0 - lineWidth/2.0;
double PI = 3.14159265358979323846;
//绘制路径：初始角度、结束角度
CGContextAddArc(context, centerX, centerY, cusRadius, 1.5*PI, 1.5*PI + 2*PI, NO);
CGContextDrawPath(context, kCGPathStroke);
}
绘制效果如下：
自定义绘制寄宿图1.png
特别注意1：如果没有自定义绘制任务不需要寄宿图，就不要在子类中写一个空的-drawRect:方法，否则会造成CPU资源和内存的浪费；
特别注意2：如果我们将绘制过程的角度参数改为动态，并结合定时器调用-setNeedsDisplay方法，就可以实现环形动画的效果(这里就不做具体演示了)；
四、CALyer方法绘制自定义寄宿图
虽然-drawRect：方法是实现了自定义寄宿图绘制，但事实上还是底层的CALayer重绘并保存了因此产生的图片；CALayer有一个可选的delegate属性，实现了CALayerDelegate非正式协议，当CALayer需要一个内容特定信息时，就会从协议中请求；而当需要被绘制时，CALayer会通过如下的方法来请求代理给它提供寄宿图；
//方法1：可以直接设置contents属性；
- (void)displayLayer:(CALayer *)layer;
//方法2：在不实现方法1时，CALayer就会转而尝试调用此的方法；
- (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx;
在调用方法2之前，CALayer会创建了一个合适尺寸的空寄宿图(尺寸由bounds和contentScale决定)和一个Core Graphics的绘制上下文环境，为绘制寄宿图做准备，并将其以ctx参数传入。现在我们以方法2为例，演示CALayer绘制自定义寄宿图的过程，具体代码如下：
@implementation TestLayerVC
- (void)viewDidLoad {
CALayer *blueLayer = [CALayer layer];
blueLayer.frame =CGRectMake((kDeviceWidth - 100)/2, 400, 100 , 100);
blueLayer.backgroundColor = [UIColor purpleColor].CGColor;
blueLayer.delegate = self;
blueLayer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale;
[self.view.layer addSublayer:blueLayer];
[blueLayer display];
}
- (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx{
CGContextSetLineWidth(ctx, 10.f);
CGContextSetStrokeColorWithColor(ctx, [UIColor redColor].CGColor);
CGContextStrokeEllipseInRect(ctx, layer.bounds);
}
@end
效果图如下：
自定义绘制寄宿图2.png
代码分析：
1. 主动绘制
我们需要显式的调用-display方法；这不同于UIView，当图层显示到屏幕上时，CALayer不会自动重绘它的内容，CALayer把重绘的决定权交给了开发者；
2.绘制特点
尽管没有使用masksToBounds属性，但示例中绘制的视图依然被裁剪了，这是因为通过CALayer绘制寄宿图并没有对超出边界外的内容提供绘制支持；
3.设置代理
CALayerDelegate不能是UIView和UIViewController，如上述代码的演示就会造成崩溃；
UIView本身携带的layer的代理就是自己，如果将一个layer的代理设置成它，那它本身的layer就会受到影响，通常表现为野指针崩溃；而UIViewController在经历Push和Pop之后也可能被释放，造成野指针崩溃；所以，对于这个问题的解决方案是：创建继承于NSObject的类，用于实现CALayerDelegate并管理CALayer的绘制逻辑；
使用总结：当我们需要自定义寄宿图时，其实不必实现displayLayer:和-drawLayer: inContext:方法来绘制寄宿图。通常的做法还是实现UIView的-drawRect:方法，这样UIView就会自动帮我们做完剩下的工作，包括需要重绘的时候调用-display方法；
---End---
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