目录

• UIWindow，UIView，CALayer的区别
• 事件传递和响应机制
• UIView block动画实现原理

一 UIWindow，UIView，CALayer的区别

1.1 UIWindow

@interface UIWindow : UIView

@property(nonatomic) UIWindowLevel windowLevel;                   // default = 0.0
@property(nonatomic,readonly,getter=isKeyWindow) BOOL keyWindow;
- (void)becomeKeyWindow;                               // override point for subclass. Do not call directly
- (void)resignKeyWindow;                               // override point for subclass. Do not call directly

- (void)makeKeyWindow;
- (void)makeKeyAndVisible;                             // convenience. most apps call this to show the main window and also make it key. otherwise use view hidden property

@property(nullable, nonatomic,strong) UIViewController *rootViewController NS_AVAILABLE_IOS(4_0);  // default is nil
@end

继承自UIView，是一种特殊的 UIView，通常在一个app中只会有一个keyUIWindow。

iOS程序启动完毕后，创建的第一个视图控件就是UIWindow，接着创建控制器的view，最后将控制器的view添加到UIWindow上，于是控制器的view就显示在屏幕上了

主要作用是提供一个区域用来显示UIView；将事件分发给UIView；与UIViewController一起处理屏幕的旋转事件。

相关参考 iOS开发UI篇—UIWindow简单介绍

1.2 UIView

@interface UIView : UIResponder <NSCoding, UIAppearance, UIAppearanceContainer, UIDynamicItem, UITraitEnvironment, UICoordinateSpace, UIFocusItem, UIFocusItemContainer, CALayerDelegate>

@property(nonatomic,readonly,strong) CALayer  *layer;
@end

@interface UIResponder : NSObject <UIResponderStandardEditActions>

继承自UIResponder，间接继承自NSObject，主要是用来构建用户界面的，并且可以响应事件。

对于UIView，侧重于对内容的显示管理；其实是相对于CALayer的高层封装。

相关参考 iOS学习——UIView的研究

1.3 CALayer

@interface CALayer : NSObject <NSSecureCoding, CAMediaTiming>

直接继承自NSObject，所以不能响应事件

其实就是一个图层，UIView之所以能显示在屏幕上，主要是它内部有一个CALayer对象。在创建UIView时，它内部会自动创建一个图层，当UIView需要显示在屏幕上的时候，会调用drawRect:方法进行绘图，并且会将所有内容绘制到自己的图层上，绘图完毕后，系统会将图层拷贝到屏幕上，这样完成UIView的显示。

image

• layer给view提供了基础设施，使得绘制内容和呈现更高效动画更容易、更低耗
• layer不参与view的事件处理、不参与响应链

相关参考 【重读iOS】认识CALayer

二 事件传递和响应机制

2.1 事件的产生

• 发生触摸事件后，系统会将该事件加入到一个由UIApplication管理的事件队列中,为什么是队列而不是栈？因为队列的特点是FIFO，即先进先出，先产生的事件先处理才符合常理，所以把事件添加到队列。

• UIApplication会从事件队列中取出最前面的事件，并将事件分发下去以便处理，通常，先发送事件给应用程序的主窗口（keyWindow）。

• 主窗口会在视图层次结构中找到一个最合适的视图来处理触摸事件，这也是整个事件处理过程的第一步。

找到合适的视图控件后，就会调用视图控件的touches方法来作具体的事件处理。

2.2 事件的传递

• 触摸事件的传递是从父控件传递到子控件

• 也就是UIApplication->window->寻找处理事件最合适的view

注 意: 如果父控件不能接受触摸事件，那么子控件就不可能接收到触摸事件

2.3 应用如何找到最合适的控件来处理事件？

• 1.首先判断主窗口（keyWindow）自己是否能接受触摸事件
• 2.判断触摸点是否在自己身上
• 3.子控件数组中从后往前遍历子控件，重复前面的两个步骤（所谓从后往前遍历子控件，就是首先查找子控件数组中最后一个元素，然后执行1、2步骤）
• 4.如果没有符合条件的子控件，那么就认为自己最合适处理这个事件，也就是自己是最合适的view。

2.3.1 寻找最合适的view底层剖析

两个重要的方法：

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;
- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;

2.3.2 hitTest:withEvent 方法介绍

什么时候调用？

• 只要事件一传递给一个控件,这个控件就会调用他自己的hitTest：withEvent：方法

作用

• 寻找并返回最合适的view(能够响应事件的那个最合适的view)

注 意
1.不管这个控件能不能处理事件，也不管触摸点在不在这个控件上，事件都会先传递给这个控件，随后再调用hitTest:withEvent:方法
2.如果hitTest:withEvent:方法中返回nil，那么调用该方法的控件本身和其子控件都不是最合适的view，也就是在自己身上没有找到更合适的view。那么最合适的view就是该控件的父控件。

2.3.3 pointInside:withEvent 方法介绍

判断点在不在当前view上（方法调用者的坐标系上）如果返回YES，代表点在方法调用者的坐标系上;返回NO代表点不在方法调用者的坐标系上，那么方法调用者也就不能处理事件。

UIView不能接收触摸事件的三种情况：

• 不允许交互：userInteractionEnabled = NO
• 隐藏：如果把父控件隐藏，那么子控件也会隐藏，隐藏的控件不能接受事件
• 透明度：如果设置一个控件的透明度<0.01，会直接影响子控件的透明度。alpha：0.0~0.01为透明。

2.4 事件的响应

2.4.1 触摸事件处理的整体过程

• 1 用户点击屏幕后产生的一个触摸事件，经过一系列的传递过程后，会找到最合适的视图控件来处理这个事件
• 2 找到最合适的视图控件后，就会调用控件的touches方法来作具体的事件处理touchesBegan…touchesMoved…touchedEnded…
• 3 这些touches方法的默认做法是将事件顺着响应者链条向上传递（也就是touch方法默认不处理事件，只传递事件），将事件交给上一个响应者进行处理

2.4.2 响应者链条

在iOS程序中无论是最后面的UIWindow还是最前面的某个按钮，它们的摆放是有前后关系的，一个控件可以放到另一个控件上面或下面，那么用户点击某个控件时是触发上面的控件还是下面的控件呢，这种先后关系构成一个链条就叫响应者链。也可以说，响应者链是由多个响应者对象连接起来的链条。

在iOS中响应者链的关系可以用下图表示：

image

响应者对象 能处理事件的对象，也就是继承自UIResponder的对象

作用 能很清楚的看见每个响应者之间的联系，并且可以让一个事件多个对象处理。

如何判断上一个响应者

• 1 如果当前这个view是控制器的view,那么控制器就是上一个响应者
• 2 如果当前这个view不是控制器的view,那么父控件就是上一个响应者

响应者链的事件传递过程

• 1 如果当前view是控制器的view，那么控制器就是上一个响应者，事件就传递给控制器；如果当前view不是控制器的view，那么父视图就是当前view的上一个响应者，事件就传递给它的父视图
• 2 在视图层次结构的最顶级视图，如果也不能处理收到的事件或消息，则其将事件或消息传递给window对象进行处理
• 3 如果window对象也不处理，则其将事件或消息传递给UIApplication对象
• 4 如果UIApplication也不能处理该事件或消息，则将其丢弃

2.5 总结

事件处理的整个流程总结：

• 1.触摸屏幕产生触摸事件后，触摸事件会被添加到由UIApplication管理的事件队列中（即，首先接收到事件的是UIApplication）。
• 2.UIApplication会从事件队列中取出最前面的事件，把事件传递给应用程序的主窗口（keyWindow）。
• 3.主窗口会在视图层次结构中找到一个最合适的视图来处理触摸事件。（至此，第一步已完成)
• 4.最合适的view会调用自己的touches方法处理事件
• 5.touches默认做法是把事件顺着响应者链条向上抛。

如何做到一个事件多个对象处理：
因为系统默认做法是把事件上抛给父控件，所以可以通过重写自己的touches方法和父控件的touches方法来达到一个事件多个对象处理的目的。

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{ 
    // 1.自己先处理事件...
    NSLog(@"do somthing...");
    // 2.再调用系统的默认做法，再把事件交给上一个响应者处理
    [super touchesBegan:touches withEvent:event]; 
}

事件的传递和响应的区别：
事件的传递是从上到下（父控件到子控件），事件的响应是从下到上（顺着响应者链条向上传递：子控件到父控件。

推荐参考 史上最详细的iOS之事件的传递和响应机制-原理篇

备注：敢号称史上最强，并且阅读量超 8 万，评论达 180，赞赏 6，应该有其参考价值吧。

三 UIView block动画实现原理

在了解UIView block动画实现原理之前，需要先了解CALayer的可动画属性。

3.1 CALayer的可动画属性

CALayer拥有大量的属性，看CALayer的头文件内容，会发现很多的属性的注释中，最后会有一个词叫做Animatable，直译过来是可动画的。下面的截图只是CALayer众多可动画属性中的一部分（注意frame并不是可动画的属性）

/* The bounds of the layer. Defaults to CGRectZero. Animatable. */

@property CGRect bounds;

/* The position in the superlayer that the anchor point of the layer's
 * bounds rect is aligned to. Defaults to the zero point. Animatable. */

@property CGPoint position;

/* The Z component of the layer's position in its superlayer. Defaults
 * to zero. Animatable. */

@property CGFloat zPosition;

/* Defines the anchor point of the layer's bounds rect, as a point in
 * normalized layer coordinates - '(0, 0)' is the bottom left corner of
 * the bounds rect, '(1, 1)' is the top right corner. Defaults to
 * '(0.5, 0.5)', i.e. the center of the bounds rect. Animatable. */

@property CGPoint anchorPoint;

/* The Z component of the layer's anchor point (i.e. reference point for
 * position and transform). Defaults to zero. Animatable. */

@property CGFloat anchorPointZ;

/* A transform applied to the layer relative to the anchor point of its
 * bounds rect. Defaults to the identity transform. Animatable. */

@property CATransform3D transform;

如果一个属性被标记为Animatable，那么它具有以下两个特点：

1、直接对它赋值可能产生隐式动画；
2、我们的CAAnimation的keyPath可以设置为这个属性的名字。

当我们直接对可动画属性赋值的时候，由于有隐式动画存在的可能，CALayer首先会判断此时有没有隐式动画被触发。它会让它的delegate（没错CALayer拥有一个属性叫做delegate）调用actionForLayer:forKey:来获取一个返回值，这个返回值在声明的时候是一个id对象，当然在运行时它可能是任何对象。这时CALayer拿到返回值，将进行判断：

• 如果返回的对象是一个nil，则进行默认的隐式动画；
• 如果返回的对象是一个[NSNull null] ，则CALayer不会做任何动画；
• 如果是一个正确的实现了CAAction协议的对象，则CALayer用这个对象来生成一个CAAnimation，并加到自己身上进行动画。

理解完这些，我们再来分析UIView的block动画就容易理解了。

3.2 UIView的block动画

Amazing things happen when they are in a block.

有趣的是，如果这个CALayer被一个UIView所持有，那么这个CALayer的delegate就是持有它的那个UIView。

大家应该可以思考出这样的问题：为什么同样的一行代码在block里面就有动画在block外面就没动画，就像下面这样：

/** 产生动画 */
- (void)createAnimation {
    UIView *redView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 100, 100)];
    redView.backgroundColor = [UIColor redColor];
    [self.view addSubview:redView];
    
    // 这样写没有动画
    redView.center = CGPointMake(200, 300);
    
    
    [UIView animateWithDuration:1.25 animations:^{
        // 写在block里面就有动画
        redView.center = CGPointMake(200, 300);
    }];
}

3.gif

既然UIView就是CALayer的delegate，那么actionForLayer:forKey:方法就是由UIView来实现的。所以UIView可以相当灵活的控制动画的产生。

当我们对UIView的一个属性赋值的时候，它只是简单的调用了它持有的那个CALayer的对应的属性的setter方法而已，根据上面的可动画属性的特点，CALayer会让它的delegate（也就是这个UIView）调用actionForLayer:forKey:方法。实际上结果大家都应该能想得到：在UIView的动画block外面，UIView的这个方法将返回NSNull，而在block里面，UIView将返回一个正确的CAAction对象（这里将不深究UIView是如何判断此时setter的调用是在动画block外面还是里面的）。

为了证明这个结论，我们将继续进行实验：

/** UIView 动画产生原理 */
- (void)uiviewAnimation {
    NSLog(@"%@",[self.view.layer.delegate actionForLayer:self.view.layer forKey:@"position"]);
    
    [UIView animateWithDuration:1.25 animations:^{
        NSLog(@"%@",[self.view.layer.delegate actionForLayer:self.view.layer forKey:@"position"]);
    }];
}

我们分别在block外面和block里面打印actionForLayer:forKey:方法的返回值，看看它究竟是什么玩意。

2019-06-11 19:45:23.973002+0800 YaZhaiInterviewQuestionDemo[93569:1953578] <null>
2019-06-11 19:45:23.973622+0800 YaZhaiInterviewQuestionDemo[93569:1953578] <_UIViewAdditiveAnimationAction: 0x600001ff0d40>

打印发现，我们的结论是正确的：在block外面，这个方法将返回一个NSNull（是尖括号的null，nil打印出来是圆括号的null），而在block里面返回了一个叫做UIViewAdditiveAnimationAction类的对象，这个类是一个私有类，遵循了苹果一罐的命名规范： xxAction，一定就是一个实现了CAAction协议的对象了。

这也就说明了为什么我们对一个view的center赋值，如果这行代码在动画block里面，就会有动画，在block外面则没有动画。

相关参考 iOS CoreAnimation专题——原理篇（二） UIView block动画实现原理