[iOS Animation]-CALayer 圖層樹 一

圖層的樹狀結構

巨妖有圖層，洋蔥也有圖層，你有嗎？咱們都有圖層 -- 史萊克

Core Animation實際上是一個使人誤解的命名。你可能認爲它只是用來作動畫的，但實際上它是從一個叫作Layer Kit這麼一個不怎麼和動畫有關的名字演變而來，因此作動畫這只是Core Animation特性的冰山一角。

Core Animation是一個複合引擎，它的職責就是儘量快地組合屏幕上不一樣的可視內容，這個內容是被分解成獨立的圖層，存儲在一個叫作圖層樹的體系之中。因而這個樹造成了UIKit以及在iOS應用程序當中你所能在屏幕上看見的一切的基礎。

在咱們討論動畫以前，咱們將從圖層樹開始，涉及一下Core Animation的靜態組合以及佈局特性。

圖層和視圖

若是你曾經在iOS或者Mac OS平臺上寫過應用程序，你可能會對視圖的概念比較熟悉。一個視圖就是在屏幕上顯示的一個矩形塊（好比圖片，文字或者視頻），它可以攔截相似於鼠標點擊或者觸摸手勢等用戶輸入。視圖在層級關係中能夠互相嵌套，一個視圖能夠管理它的全部子視圖的位置。圖1.1顯示了一種典型的視圖層級關係

圖1.1 一種典型的iOS屏幕（左邊）和造成視圖的層級關係（右邊）

在iOS當中，全部的視圖都從一個叫作UIVIew的基類派生而來，UIView能夠處理觸摸事件，能夠支持基於Core Graphics繪圖，能夠作仿射變換（例如旋轉或者縮放），或者簡單的相似於滑動或者漸變的動畫。

CALayer

CALayer類在概念上和UIView相似，一樣也是一些被層級關係樹管理的矩形塊，一樣也能夠包含一些內容（像圖片，文本或者背景色），管理子圖層的位置。它們有一些方法和屬性用來作動畫和變換。和UIView最大的不一樣是CALayer不處理用戶的交互。

CALayer並不清楚具體的響應鏈（iOS經過視圖層級關係用來傳送觸摸事件的機制），因而它並不可以響應事件，即便它提供了一些方法來判斷是否一個觸點在圖層的範圍以內（具體見第三章，「圖層的幾何學」）

平行的層級關係

每個UIview都有一個CALayer實例的圖層屬性，也就是所謂的backing layer，視圖的職責就是建立並管理這個圖層，以確保當子視圖在層級關係中添加或者被移除的時候，他們關聯的圖層也一樣對應在層級關係樹當中有相同的操做（見圖1.2）。

圖1.2 圖層的樹狀結構（左邊）以及對應的視圖層級（右邊）

實際上這些背後關聯的圖層纔是真正用來在屏幕上顯示和作動畫，UIView僅僅是對它的一個封裝，提供了一些iOS相似於處理觸摸的具體功能，以及Core Animation底層方法的高級接口。

可是爲何iOS要基於UIView和CALayer提供兩個平行的層級關係呢？爲何不用一個簡單的層級來處理全部事情呢？緣由在於要作職責分離，這樣也能避免不少重複代碼。在iOS和Mac OS兩個平臺上，事件和用戶交互有不少地方的不一樣，基於多點觸控的用戶界面和基於鼠標鍵盤有着本質的區別，這就是爲何iOS有UIKit和UIView，可是Mac OS有AppKit和NSView的緣由。他們功能上很類似，可是在實現上有着顯著的區別。

繪圖，佈局和動畫，相比之下就是相似Mac筆記本和桌面系列同樣應用於iPhone和iPad觸屏的概念。把這種功能的邏輯分開並應用到獨立的Core Animation框架，蘋果就可以在iOS和Mac OS之間共享代碼，使得對蘋果本身的OS開發團隊和第三方開發者去開發兩個平臺的應用更加便捷。

實際上，這裏並非兩個層級關係，而是四個，每個都扮演不一樣的角色，除了視圖層級和圖層樹以外，還存在呈現樹和渲染樹，將在第七章「隱式動畫」和第十二章「性能調優」分別討論。