图层树

先来介绍几个我们常见的名词：
Core Animation：只看它的名字会让人产生一种误解——核心动画。从功能方面来看这并不能体现他的强大之处，Core Animation 是从一个Layer Kit 的库演变而来的（当然 Layer Kit 这个名字就不会让我们直接联想到动画相关了），动画对 Core Animation 来说只是其中的一部分。

Core Animation 是一个复合引擎，它的职责就是尽可能快的组合屏幕上不同的可视内容，这个内容是被分解成独立的图层，存储在一个叫做图层树的体系之中。**于是这个树形成了UIKit 和在ios应用程序中你所能在屏幕上看见的一切内容的基础。

在开始核心动画之前，我们先从图层树开始，了解一些 Core Animation 的静态组合和“布局特性”。

图层与视图

视图——UIView

如果你在ios应用程序的开发经验，对视图概念应该是比较熟悉，一个视图就是一个屏幕上显示的矩形块（比如图片，视频、文字），同时它能够拦截类似鼠标点击或者触摸手势等的用户输入。视图在层级关系中可以互相嵌套，一个视图可以管理它所有子视图的位置。

1.1——左边是ios屏幕显示效果，右边是形成视图的层级关系.jpeg

在 ios 中所有的视图都是从 UIView 基类中派生出来的，UIView 可以处理触摸事件，可以支持基于 Core Graphics 的绘制，可以做仿射变换（例如旋转或者缩放），或者简单的类似于滑动(frame)或者渐变(alpha)的动画。

图层——CALayer

CALayer 和 UIView 在概念上类似，同样也是一些被层级关系树管理的矩形块，同样也包含一些内容（比如图片，文字，背景色），同样它也管理他所有的子图层的位置，它们也有一些方法和属性用来做动画和变换。 和 UIView 最大的不同是：CALayer 不处理用户的交互（类似鼠标点击，触摸手势）

CALayer 并不清楚具体的响应链（ios 通过视图层级关系用来传递触摸事件的机制），所以它并不能够响应事件，即使他提供了一些方法来判断是否一个触点在图层范围之内（后文有介绍）。

平行的层级关系

每一个 UIView 都有一个 CALayer 类型的图层属性。也就是所谓的 backing layer(永久层)，视图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删除的时候，他们关联的图层也同样对应在层级关系树中有相同的操作

1.2——左边是图层的树状结构，右边是对应的视图层级

实际上这些背后关联的图层才是真正用来在屏幕上显示和做动画的， UIView 仅仅是对它的一个封装，提供了一些ios类似处理触摸事件的一些具体功能。以及一些使用 Core Animation 底层方法的高级接口。

此时大家可能就有疑问：IOS为什么要基于 UIView 和 CALayer 提供两套平行的层级关系呢？为什么不使用一个简单的层级来处理所有的事情？好问题，原因在于 要做职责分离，这样也能避免很多重复代码。在 ios 和 macOS 两个平台上，事件和用户交互有很多地方的不同，基于多点触控的用户界面和基于鼠标和键盘有着本质的区别，这就是为什么ios有 UIKit 和 UIView , MacOS 有AppKit 和 NSView 。他们在功能很相似，但是在实现上有着显著的区别。

绘图、布局和动画相比之下就是类似Mac 笔记本和桌面系列一样应用于iPhone和iPad触屏的概念。把两个平台上的这种功能的逻辑分开应用到独立的 Core Animation 框架，使得苹果的OS团队和第三方开发者去开发两个平台的应用更加便捷。

实际上，这里并不是两个层级关系，而是四个，每一个都扮演不同的角色，除了视图层级和图层树之外，还存在呈现树和渲染树，我们在后面的介绍。

图层CALayer的能力

如果说 CALayer 是 UIView 的内部实现细节，那 我们为什么还要费劲心思的了解他呢？当然苹果位我们提供了优美简洁的 UIView 的接口，那么我们是否就没有必要直接去处理 Core Animation 一些实现上的细节了呢？

在某种程度是确实是这样，对一些简单的需求来说，我们确实没有必要处理 CALayer , 苹果已经通过UIView 的高级API间接地使得动画变得很简单。

但是这种简单不可避免的会带来灵活上的一些缺陷、如果你略微想在底层做一些改变，或是想要使用一些苹果没有在 UIView 中实现的接口功能，这时候处了介入Core Animation底层之外 别无其他选择。

我们已经证实了图层不能像视图那样处理触摸时间，那它能做那些视图不能做的呢？举例一些 UIView 没有暴露出的 CALayer 功能。

• 圆角，阴影，带颜色的边框
• 3D的动画变换
• 非举行范围绘制。
• 透明遮罩
• 多级非线性动画

跟着我们学习的脚步，我们会一一为大家讲解这些功能，但在此之前，我们首先要关注最基本的，CALayer 是如何被使用的。

使用图层

我们使用代码的形式进行演示，
创建项目的代码我们就省去了，节约大家时间
项目创建完成

项目创建完成.png

首先我们在创建一个子视图（layerView）添加到 viewController 的视图上。
效果如下：

子视图效果.png

然而这并没有什么卵用，
我们想要在白色的视图中添加一个蓝色的区域，当然你可以通过添加子视图的方式实现，但这对我们的学习layer没有什么卵用。

因此我们通过创建图层来完成。于是呢我们创建一个layer图层，并且把它作为我们视图相关图层的子图层。尽管 UIView 的接口中暴露了图层属性，但是标准的Xcode项目并包含Core Animation 的相关头文件，所以如果我们不给项目添加合适的库，是不能使用任何图层相关的方法或者访问他的属性的。所以首先需要添加QuartzCore 框架到building phases下。
如图所示：

添加库.png

之后就可以在代码中应用CALayer的属性和方法了，我们创建一个Layer 设置蓝色添加到layerView相关图层的子图层上，
代码如下

UIView *layerView = [[UIView alloc] initWithFrame: CGRectMake(100, 100, 200, 200)];
layerView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
[self.view addSubview:layerView];

//添加一个图层
CALayer *layer = [CALayer layer];
layer.frame = CGRectMake(50, 50, 100, 100);
layer.backgroundColor = [UIColor blueColor].CGColor;
[layerView.layer addSublayer:layer];

咱们看效果：

看效果.png

一个视图只有一个相关联的图层（自动创建），同时它也可以支持添加无数多个子图层。从上面的例子我们可以看出，你可以显示创建一个单独的图层。并且把它直接添加到视图关联图层的子图层。尽管可以这样添加图层，但往往我们只是简单地处理视图，他们关联的图层并不需要额外地手动添加子视图。

额外补充：
在 MacOS平台，10.8版本之前，一个显著的性能缺陷就是 macOS 使用 UIView视图层级而不在一个单独的视图内使用CALayer树状层级。但在IOS平台，使用轻量级的 UIView类并没有显著的性能影响（当然在 MacOS 10.8系统之后，NSView 的性能有了很大的提升）

使用图层关联视图层级而不是用CALayer的好处在于，你能在使用所有CALayer 底层特性的同时，也可以使用UIView提供的高级API （比如，自动排版、布局，响应事件）

然而在以下场景，你可能更需要使用CALayer ，而不用使用UIView

• 开发同时可以在Mac OS上运行的跨平台应用。
• 使用多种 CALayer 的子类，并且不想创建额外的 UIView 去封装他们。
• 做一些对性能特别挑剔的工作，（比如对 UIView 一些可忽略不计的操作都会引起性能方面显著的不同，当然，你也可以直接使用 openGL绘图）。
  当然这些场景比较少见，总体来说处理视图还是比直接处理图层方便一些。

文章总结：

我们文中阐述了图层的树状结构。说明了如何在ios中由 UIView 的层级关系形成的一种平行的CALayer层级关系，后面使用Demo进行了演示。

未完待续……