SwiftUI redraw 机制全景解读：从 @State 到 Diffing

HarderCoder2025-10-03 21:23

为什么 UIKit 程序员总问"我的状态去哪了？"

特性 UIKit SwiftUI
视图定义与生命周期 视图为类（Class），生命周期明确，长期驻留内存 视图为值类型（Struct），每次刷新生成新实例
状态保存方式 状态保存在视图对象内部 Struct 销毁后，状态需由外部系统（如 ObservableObject、@State 等）托管

SwiftUI 提供了一堆 Property Wrapper 来"假装"状态还在视图里，核心就是 @State。

@State 到底做了什么？（4 步流水线）

SwiftUI 把一次刷新拆成 4 个微观阶段：

  1. Invalidation（打脏标）

    对用到的属性插 依赖旗标；值改变时插旗为 dirty。

  2. Recompute（重算 body）

    只重算脏旗波及的 body；没读到值的 State 直接跳过。

  3. Diffing（结构差异）

    旧的 View 树 vs 新的 View 树，找出最小集合。

  4. Redraw（GPU 提交）

    Core Animation 仅把真正改动的图层提交给 GPU。

Attribute 系统：给"视图模板"注水

swift 复制代码 
struct DemoView: View {
    // 1️⃣ 在视图首次出现时，SwiftUI 为其创建一个持久化的存储槽位
    @State private var threshold: CGFloat = 50.0   // ← 生成一个 attribute
    
    var body: some View {
        VStack {                                // ← 生成一个 attribute
            Button("改变") {
                threshold = 41.24               // 2️⃣ 写入新值 -> 生成 Transaction
            }
            Text("当前阈值 \(threshold)")         // 3️⃣ 读取值 -> 建立依赖
        }
    }
}
  • Transaction：同一"事件循环"里所有 State 变化打包成一次事务。
  • Cascade Flag：只要 threshold 被打脏，所有读过它的 attribute 都会被连锁打脏。
  • Rule：body 里没读到 = 不 recomputed。官方 Instrument 里会显示body(skipped)。

身份稳定：为什么"同一个"视图才能保持 State

swift 复制代码 
// ❌ 错误示范：切换分支时 struct 类型相同，但身份不同 -> State 丢失
struct MyMusic: View {
    @State private var rockNRoll = false
    var body: some View {
        VStack {
            if rockNRoll {
                MusicBand(name: "The Rolling Stones") // 新身份
            } else {
                MusicBand(name: "The Beatles")       // 另一个身份
            }
        }
    }
}

// ✅ 正确姿势：保证身份稳定（使用相同视图，只改参数）
struct MyMusic: View {
    @State private var rockNRoll = false
    var body: some View {
        MusicBand(name: rockNRoll ? "The Rolling Stones" : "The Beatles")
    }
}

口诀：

"同一视图，不同入参" 用参数传值；

"不同视图" 用 if/else 就会换身份，State 清零。

Body 重算粒度实验

只写不读 → 跳过

swift 复制代码 
struct MovieDetail: View {
    let movie: Movie
    @State private var favoriteMovies: [String] = []
    
    var body: some View {
        VStack {
            Button("加收藏") {
                favoriteMovies.append(movie.name) // 只写
            }
        }
    }
}

Instrument 显示：MovieDetail.body [skipped]

读写 → 重算，但子视图可跳过

swift 复制代码 
var body: some View {
    VStack {
        HStack {                       // 👈 重算，因为读 favoriteMovies
            Text(movie.name)
            Image(systemName: favoriteMovies.contains(movie.name) ? "star.fill" : "star")
        }
        Artwork()                     // 👈 没传参，不 recomputed
        Synopsis()
        Reviews()
    }
}

经验：把"纯展示"拆成无参子视图就能躲过重算。

Equatable：手动告诉 SwiftUI"别算我"

swift 复制代码 
struct FlightDetail: View, Equatable {
    let flightNumber: Int
    let isDelayed: Bool
    
    // 自定义相等：只看航班号
    static func == (lhs: Self, rhs: Self) -> Bool {
        lhs.flightNumber == rhs.flightNumber
    }
    
    var body: some View {
        VStack {
            Text("航班 \(flightNumber)")
            Text(isDelayed ? "延误" : "准点")
        }
    }
}
  • 若 struct 全是 POD 类型（Int/Bool...），SwiftUI 会跳过你的 ==，直接按位比较。
  • 想让自定义相等生效：
    1. 包一层 EquatableView(content: FlightDetail(...))
    2. 或者 .equatable() 修饰符。

@Observable vs ObservableObject：从"对象级"到"属性级"

特性 Combine（旧） Observation（新）
监听机制 监听 objectWillChange 发布者 监听具体属性的 KeyPath 变化
更新范围 任意 @Published 属性修改触发整个 body 重算 仅读取了被修改属性的 body 部分重算
属性包装器要求 需通过 @StateObject/@ObservedObject 管理可观察对象 可直接使用 @State var model = MyModel() 声明模型
swift 复制代码 
@Observable
final class Phone {
    var number = "13800138000"
    var battery = 100
}

struct Detail: View {
    let phone: Phone          // 无需 ObservedObject
    
    var body: some View {
        Text("电池 \(phone.battery)") // 只当 battery 变才重算
    }
}

扩展场景：把知识用到"极端"界面

  1. 万级实时股票列表
  • Model 用 @Observable 把 price 单独标记；
  • 行视图实现 Equatable 仅对比 symbol + price；
  • 收到 WebSocket 推送时只改 price，其余字段不动 → 一行只重算自己。
  1. 复杂表单（100+ 输入框）
  • 把每个字段拆成独立子视图；
  • 用 @FocusState + @Observable FormModel，保证敲一个字只重算当前 TextField；
  • 提交按钮用 .equatable() 锁定，输入过程不刷新。
  1. 大图轮播 + 陀螺仪
  • @State 保存偏移；
  • 用 TimelineView 按帧读陀螺仪，但把昂贵的图片解码放到后台 Task；
  • 仅当图片索引变化才改 Image(source)，避免每帧 diff 大图。

个人总结：从"魔法"到"可预测"

SwiftUI 的刷新机制看似黑盒，实则高度 可确定：

"谁依赖，谁重算；谁相等，谁跳过；谁不变，谁不绘。"

把它当成一个依赖追踪引擎而非"UI 库"，就能解释所有现象：

  • 状态放对位置（身份稳定）；
  • 依赖剪到最细（读多少算多少）；
  • 比较给到提示（Equatable/Observable）；
  • 性能用 Instrument 量化（Effect Graph + Core Animation）。

掌握这四步，SwiftUI 不再是"玄学"，而是可推导、可度量、可优化的纯函数式渲染管道。

参考资料 & 工具

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