drawRect方法的理解

drawRect: 是 UIView 中用于自定义绘制内容的核心方法，对iOS开发者来说，想要高效绘图，我们需要深入理解这个方法。

一、基础调用时机

1. 首次显示视图时

• 当视图被添加到视图层级时
• 当视图的 hidden 属性从 YES 变为 NO 时
• 当视图从父视图的 nil 变为非 nil 时

2. 视图尺寸变化时

• 当视图的 frame 或 bounds 属性改变时
• 设备旋转导致视图尺寸变化时
• 父视图布局改变导致子视图尺寸变化时

3. 显式请求重绘时

• 调用 setNeedsDisplay 方法
• 调用 setNeedsDisplayInRect: 方法（部分重绘）

二、详细调用场景分析

1. 自动调用场景

class CustomView: UIView {
    override func draw(_ rect: CGRect) {
        super.draw(rect)
        // 绘制代码
        print("drawRect called with rect: (rect)")
    }
}

// 以下操作会自动触发 drawRect:
let view = CustomView(frame: CGRect(x: 0, y: 0, width: 100, height: 100))
window.addSubview(view) // 首次显示触发

view.frame = CGRect(x: 0, y: 0, width: 200, height: 200) // 尺寸变化触发

view.isHidden = true
view.isHidden = false // 显示状态变化触发

2. 手动触发场景

// 标记整个视图需要重绘
view.setNeedsDisplay()

// 标记视图的特定区域需要重绘
view.setNeedsDisplay(CGRect(x: 10, y: 10, width: 50, height: 50))

三、调用机制原理

1. 系统绘制周期

1. ​RunLoop 的 BeforeWaiting 阶段​：系统检查所有标记为需要重绘的视图
2. ​合并绘制请求​ ：将多个 setNeedsDisplay 调用合并为一次绘制
3. ​调用顺序​：按照视图层级从父视图到子视图依次调用

2. 性能优化机制

• ​延迟合并​：系统不会立即响应每次属性变化，而是在下一个绘制周期统一处理
• ​脏矩形技术​ ：只重绘发生变化的部分区域（通过 rect 参数传递）

四、重要注意事项

1. 不要直接调用 drawRect:

// 错误做法 ❌
view.draw(CGRect.zero)

// 正确做法 ✅
view.setNeedsDisplay()

2. 绘制性能影响

• 频繁调用 drawRect: 会严重影响性能
• 复杂绘制应考虑使用 CAShapeLayer 或 Core Graphics 离屏渲染

3. 背景色与绘制

• 设置 backgroundColor 不会触发 drawRect:
• 如果自定义了 drawRect:，背景色需要在方法内手动绘制

五、高级调用场景

1. 内容模式影响

view.contentMode = .redraw // 尺寸变化时自动调用 drawRect:
view.contentMode = .scaleToFill // 默认模式，不自动触发重绘

2. 动画中的调用

UIView.animate(withDuration: 1.0) {
    view.frame = CGRect(x: 0, y: 0, width: 300, height: 300)
    // 动画过程中会多次调用 drawRect:
}

3. 滚动视图中的调用

scrollView.didScroll {
    // 滚动时频繁调用 setNeedsDisplay
    visibleCells.forEach { $0.setNeedsDisplay() }
}

六、实践建议

1. 减少不必要的重绘

// 使用局部重绘
func updatePartialContent() {
    let dirtyRect = CGRect(x: 10, y: 10, width: 50, height: 50)
    setNeedsDisplay(dirtyRect)
}

2. 复杂绘制优化

// 使用 display link 控制绘制频率
let displayLink = CADisplayLink(target: self, selector: #selector(updateDrawing))
displayLink.preferredFramesPerSecond = 30 // 限制为30FPS
displayLink.add(to: .current, forMode: .common)

3. 离屏渲染技术

// 在后台线程创建绘制上下文
DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, false, 0)
    defer { UIGraphicsEndImageContext() }
    
    // 绘制操作...
    let image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
    
    DispatchQueue.main.async {
        imageView.image = image
    }
}

七、 性能分析

• 使用 Instruments 的 Core Animation 模板
• 检查 drawRect: 的执行时间和频率
• 监控 CPU 使用率和帧率