UIView中的layoutSubviews和drawRect

UIView里暴露了以下接口，换做之前我是不会管的，基本不会用到；最近由于用到一个第三方代码，需要对其进行改造，不了解清楚的话，感觉是如鲠在喉，化了半天时间做个调研。

我以前做过功能手机上的开发，那个年代没有智能操作系统，每家公司都做自己的操作系统，其中重要且复杂的一块就是关于屏幕上绘制：

1，想象一下，一个uiviewcontroller是盖在另一个uiviewcontroller至少，或者一个view遮盖了另外一个view，也许只遮盖了部分，那么被遮盖部分是无需显示到屏幕上的；再复杂一点，上层的view设置了半透明，那么这时下面的view也需要透一点点出来；

2，省电以及效率：显示在屏幕的东西其实都是系统通过一个个写像素点，这是个耗电，耗时间的事；为了省电，除非有视图变化，系统不会刷新页面；如果不是要求实时性特高，系统还会降低刷新频率；省电并提高效率的另一个途径就是只刷新屏幕中需要刷新的部分。
先介绍到此，我们看看与uiview绘制相关的接口如下，分为三组，它们之间相互独立，又相互关联

第一组：布局/定位相关：

(void)setNeedsLayout：在receiver标上一个需要被重新布局的标记，在系统runloop的下一个周期自动调用layoutSubviews。

• (void)layoutIfNeeded：方法如其名，UIKit会判断该receiver是否需要layout.根据Apple官方文档,layoutIfNeeded方法应该是这样的layoutIfNeeded遍历的不是superview链，应该是subviews链。

• (void)layoutSubviews：这是核心函数，最终的目的就是调用该函数，开发者不能调用直接调用该函数，但可以重写该函数，来加入些自己的代码。该函数只会进行位置，视图大小的数字计算，并不会引起屏幕的绘制。

第二组：显示相关：

• (void)setNeedsDisplay：在receiver标上一个需要被重新绘图的标记，在下一个draw周期自动重绘，iphone device的刷新频率是60hz，也就是1/60秒后重绘；

• (void)setNeedsDisplayInRect:(CGRect)rect：不但设置了flag，而且详细规定了需要刷新的区域。

• (void)drawRect:(CGRect)rect：这是核心函数，最终导致显示到屏幕上。开发人员不可以直接调用该函数，只能重写该函数，额外做一些我们想做的事。是对receiver的重绘，能获得context。

第三组：约束相关

setNeedsUpdateConstraints：当一个自定义view的某个属性发生改变，并且可能影响到constraint时，需要调用此方法去标记constraints需要在未来的某个点更新，系统然后调用updateConstraints.

needsUpdateConstraints：constraint-based layout

system使用此返回值去决定是否需要调用updateConstraints作为正常布局过程的一部分。

updateConstraintsIfNeeded：立即触发约束更新，自动更新布局。

updateConstraints：自定义view应该重写此方法在其中建立constraints.注意：要在实现在最后调用[superupdateConstraints]

然后再来说说它们的关系，实际上这是一个view从计算大小，布局，到显示到屏幕上的过程，遵循一定的顺序：
布局过程

Auto layout在view显示之前，多引入了两个步骤：updating constraints和laying out views。每一个步骤都依赖于上一个。display依赖layout，而layout依赖updating constraints，所以顺序是updating

constraints->layout->display；

第一步：updating

constraints，被称为测量阶段，其从下向上(from subview to super view),为下一步layout准备信息。可以通过调用方法setNeedUpdateConstraints去触发此步。constraints的改变也会自动的触发此步。但是，当你自定义view的时候，如果一些改变可能会影响到布局的时候，通常需要自己去通知Auto layout，updateConstraintsIfNeeded。

自定义view的话，通常可以重写updateConstraints方法，在其中可以添加view需要的局部的contraints。

第二步：layout，其从上向下(from super view to subview)，此步主要应用上一步的信息去设置view的center和bounds。可以通过调用setNeedsLayout去触发此步骤，此方法不会立即应用layout。如果想要系统立即的更新layout，可以调用layoutIfNeeded。另外，自定义view可以重写方法layoutSubViews来在layout的工程中得到更多的定制化效果。

第三步：display，此步时把view渲染到屏幕上，它与你是否使用Auto layout无关，其操作是从上向下(from super view to subview)，通过调用setNeedsDisplay触发，

因为每一步都依赖前一步，因此一个display可能会触发layout，当有任何layout没有被处理的时候，同理，layout可能会触发updating constraints，当constraint system更新改变的时候。

需要注意的是，这三步不是单向的，constraint-based

layout是一个迭代的过程，layout过程中，可能去改变constraints，有一次触发updating constraints，进行一轮layout过程。

注意：如果你每一次调用自定义layoutSubviews都会导致另一个布局传递，那么你将会陷入一个无限循环中。
不能直接调用layoutSubviews和drawRect的原因：

假设我们采用的是直接调用drawRect的机制，先考虑这样一个问题,，现在有两个UIViewController A和B,A为当前view的viewController，如果此时在A中调用［B.view drawRect］，这样B的view无论如何都会调用drawRect的方法重新绘制一遍，这样问题就出来了，有必要吗，毕竟现在显示的是A中的view!B重新绘制一遍就调用了drawRect中的方法，完全是在浪费系统资源啊，而通过setNeedsDisplay,ios就会很聪明的判断出 不需要调用drawRect的方法，这样就避免了系统的无用操作！同理，setNeedsLayout也采用了同样的机制来！
何时会调用layoutSubviews，何时需要重写layoutSubviews：

开发者何时需要重写layoutSubviews的问题，Apple是这么解释的：如果自动适配（autosizing），或自动布局（autolayout）不能满足你的要求的时候，就需要重写了。假设一个屏幕从竖屏变为横屏，本来图文单元是图片在上，文字在下面，可能就变为了左右结构；这个是无论自动适配还是自动布局都解决不了，就只能重写layoutSubviews函数了。

但有时候它会被莫名奇妙的调用，根据国外社区一个人帖子，做了总结性翻译。layoutSubviews在以下情况下会被调用：

1、init初始化不会触发layoutSubviews

2、addSubview会触发layoutSubviews

3、设置view的Frame会触发layoutSubviews，当然前提是frame的值设置前后发生了变化

4、滚动一个UIScrollView会触发layoutSubviews

5、旋转Screen会触发父UIView上的layoutSubviews事件

6、改变一个UIView大小的时候也会触发父UIView上的layoutSubviews事件

个人不足：因为在日常工作中我从没需要重写过layoutSubviews和drawRect，最复杂的情况无非用几个view复合在一起就能解决，或者找第三方的代码，所以对实际中为什么要自己调用和重写函数的原因还是不清楚。但目前的这点知识至少可以帮我理解第三方代码了。

此外，这是我在改写的代码，大家可以下载，针对示例进行研究https://github.com/HeshamMegid/HMSegmentedControl