iOS Layout Engine 与 Render Loop

iOS引入自动布局之后，除了直接设置frame/bounds外，所有能影响layout的属性改动（子视图、布局约束、优先级、对齐方式等）都会经过layout engine计算转换为对应的frame值

layout engine计算出每个视图（Rect）对应的尺寸和坐标值，再由GPU最终渲染呈现到屏幕上

整个约束改变到渲染展示的完整过程为：

1. Runloop收集修改过的布局约束发送到layout engine
2. layout engine根据最新的约束更新所有受影响的约束并重新布局绘制
3. Runloop拿到layout engine的绘制点数据等，通过GPU等将对应的视图渲染并展示出来

Render Loop

在这个过程中layout engine的工作部分被称为Render loop，可以总结为三个步骤：

1. 更新/修改约束：从子视图向上层逐级更新约束，一直到window
2. 调整layout：从父视图向下逐层调整layout
3. 渲染及绘制：从父视图向下逐层渲染绘制

这三个步骤具体实现则是View中的一系列方法，为了保证layout的准确，每次调整都会完整的调用这些API，同时API内部也去除了很多重复性的工作：
Update

- (void)updateConstraints;
- (void)setNeedsUpdateConstraints;
- (void)updateConstraintsIfNeeded;

Layout

- (void)layoutSubviews;
- (void)setNeedsLayout;
- (void)layoutIfNeeded;

Display

- (void)drawRect:(CGRect)rect;
- (void)setNeedsDisplay;

Layout engine

当添加并激活一个约束（Constraint）的时候，layout engine会将它表示的关系item1.attribute1 = multiplier × item2.attribute2 + constant转换为一个多元一次方程

每个View上的多个约束的多个方程组成了一个方程组。layout engine会将这个方程组解出来，方程组的解就作为对应View的frame。

如果没有解，则表示约束缺失；有多个解则是约束冲突。优先级的作用就是有多个解时选择使用优先级较高的方程组的解

在计算出方程组的解之后，layout engine会通知对应View调用父视图的setNeedsLayout()方法来更新约束；从这可以知道更新约束的过程是自底向上的

在更新约束完成之后，进入layout调整阶段；每个View会从engine中复制其子视图的所有坐标数据，然后调用layoutSubviews()方法重新为子视图调整layout；从这点可以知道Layout调整阶段是自顶向下的

剩下的绘制过程则是检测是否有自定义的绘制图层、路径等；如果有就将绘制的信息打包发送到GPU渲染展示

优化layout性能

每次约束规则删除、添加，都会导致刷新视图并重新经历一遍引擎计算、自底向上的setNeedsLayout()的约束更新和自顶向下的Layout调整；所以我们要尽量避免频繁的增减约束

• 应该引用需要修改的约束，并且只在必要的时候修改它
• 尽量不要删除所有的约束（有时一个View上的所有约束不仅仅是它自身的约束，还会有子视图及兄弟视图的约束）
• 尽量用hide的方式来替代删除视图的操作

systemLayoutSizeFitting()

systemLayoutSizeFitting()虽然能根据Layout来自动计算其约束，但是这个方法实质是通过创建一个引擎获取对应的size，然后再将引擎销毁；所以会增加一次额外的重复，大大降低了性能

intrinsicContentSize

intrinsicContentSize属性返回一个视图固有的尺寸，设置之后layout engine不会再计算它的frame；可以提高性能。

当固有属性改变之后，调用- (void)invalidateIntrinsicContentSize;方法可以让layou engine根据最新的尺寸计算位置；也可以调用- (void)layoutSubviews;

优先级

内容吸附（content hugging）优先级默认 250: 优先级低的会被拉伸；优先级高的被吸附
内容压缩阻力（compression resistance）优先级默认 750: 优先级低的会被压缩，优先级高的抗压缩阻力比较大

DEBUG

Xcode 启动参数 -UIViewLayoutFeedbackLoopDebuggingThreshold & -NSViewLayoutFeedbackLoopDebuggingThreshold 50~1000

systemLayoutSizeFitting(_ targetSize) 会创建一个引擎计算尺寸然后再将引擎销毁，消耗性能