Masonry源代码分析

使用Autolayout也有一段时间了，auto layout的基本概念非常简单，都是围绕约束进行的，API更是只有两个，但是使用起来感觉很麻烦。最近看到我们这边其他部门的应用使用了很多Masonry来处理UI，看起来非常清爽，链式调用看起来非常容易阅读，使用起来非常方便。但是这种之前ASI给的教训非常深刻，尤其这种大规模基础性地使用第三方开源库，需要确保可控才敢用，至少可以读懂代码并且能够局部优化代码，这是我认为的可控。尤其是这种非常基础的类库，会分布在各个模块之中，一旦出现不兼容，几乎是无法重写的。于是花了一两天时间，把这个代码研究了一下，发现比我想象中要好一些，代码设计地也非常简洁巧妙。

一. 源文件说明

1. MASConstraint: 这个是虚类是用来实现链式调用的父类。MASConstraint子类可以用来表示单独的一个NSLayoutConstraint约束(MASViewConstraint)或者一组NSLayoutConstraint约束(MASCompositeConstraint)。

2. MASConstraint+Private.h: 用于隐藏MASConstraint的私有方法，这些私有方法不会被外部调用者获取，但是类库内部却可以得到，这是个很好的设计模式，在继承中相当于protected。通过定义了较为重要的MASConstraintDelegate代理。

3. MASCompositeConstraint: 这个类用于表示一组NSLayoutConstraint约束，内部包含一个MASViewConstraint的数组做为childs。当调用这个类的类似equalTo或者install等方法的时候，这个类就会调用它的childs所对应的方法。这个类相当于一个MASViewConstraint容器，用于可以方便进行多个属性的操作，可以大大减少工作量。

4. MASViewConstraint：这个是Masonry DSL语法的核心解析类，用来表示对应NSLayoutConstraint，并将表示的属性在install的时候解析为对应的NSLayoutConstraint类，并加入到对应View中。

5. MASConstraintMaker: 这个是整个DSL过程的控制中心，控制整个添加过程。MASViewConstraint和NSCompositeConstraint都在这个maker中生成，maker并且会管理这些constraint的引用，在合适的时候，将这些constraint解析出来。重要的核心方法是实现了 MASConstraintDelegate 中的这些方法，这几个方法中是生成constraint的核心方法。注意，NSViewConstraint类如果没有加入到NSCompositeConstraint中，它的MASConstraintDelegate是maker；如果它是NSCompositeConstraint的child，则它的delegate是MASCompositeConstraint，但是最终还是会之中maker中的delegate方法。而MASCompositeConstraint的MASConstraintDelegate是maker。注意这个类提供的语法糖，用于方便地进行一组约束的操作，例如edges/size/center等属性。

6. View+MASAdditions：使用mas_makeConstraints/mas_updateConstraints/mas_remakeConstraints等核心入口方法来设置约束，最常用的的核心是mas_updateConstraints，一般来说，使用这个方法即可。

7. MASViewAttribute：用来封装UIView和它的NSLayoutAttribute属性，简单的hold这些引用。

8. MASLayoutConstraint：简单继承NSLayoutConstraint

9. MASUtilities.h：这个文件有个点需要注意，这里定义了MASBoxValue宏，用来将类似int/CGRect/CGSize等值使用NSValue进行封装，变为NSObject对象，可以使MASConstraint的类似equalTo等函数有一个便捷函数mas_equalTo可以使用，例如maker.left.equalTo(@(100))可以写为 maker.left.mas_equalTo(100)。mas_equalTo实际上是#define mas_equalTo(...) equalTo(MASBoxValue((__VA_ARGS__)))宏。

10. NSArray+MASAdditions：一些辅助方法。

二. 代码阅读

通过下面的代码的执行过程说明一下masorny的执行过程

[objc]  view plain copy

1. [testView mas_updateConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {  
2.      make.top.left.width.height.equalTo(@(100)).priorityHigh();  
3. }];  

先说block中的内容执行：

1. make.top:

MASConstraintMaker的top方法 -> addConstraintWithLayoutAttribute:方法 -> [self constraint:nil addConstraintWithLayoutAttribute:layoutAttribute] ，可以发现最终调用的是MASConstraintMaker的MASConstraintDelegate的constraint:addConstraintWithLayoutAttribute:方法，在这个方法的实现内，生成了MASViewConstraint对象作为返回值。可以说这个方法是链式调用的核心方法，由于constraint为nil，所以这里执行的代码很简单。注意这里的把newConstarint的MASConstraintDelegate设置为self，也就是说新生成的MASViewConstraint的delegate是MASViewConstraint。所以make.top的返回值是MASViewConstraint类。

[objc]  view plain copy

1. - (MASConstraint *)constraint:(MASConstraint *)constraint addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {  
2.     MASViewAttribute *viewAttribute = [[MASViewAttribute alloc] initWithView:self.view layoutAttribute:layoutAttribute];  
3.     MASViewConstraint *newConstraint = [[MASViewConstraint alloc] initWithFirstViewAttribute:viewAttribute];  
4.       
5.     ….  
6.   
7.     if (!constraint) {  
8.         newConstraint.delegate = self;  
9.         [self.constraints addObject:newConstraint];  
10.     }  
11.     return newConstraint;  
12. }  

2. make.top.left:

这里的left执行的是MASViewConstraint的left方法，接着调用MASViewConstraint的addConstraintWithLayoutAttribute:方法:

[objc]  view plain copy

1. - (MASConstraint *)left {  
2.     return [self addConstraintWithLayoutAttribute:NSLayoutAttributeLeft];  
3. }  

注意，这里的返回值，不是self，而是addConstraintWithLayoutAttribute方法的返回值。而MASViewConstraint的这个方法的实现如下：

[objc]  view plain copy

1. - (MASConstraint *)addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {  
2.     NSAssert(!self.hasLayoutRelation, @"Attributes should be chained before defining the constraint relation");  
3.   
4.     return [self.delegate constraint:self addConstraintWithLayoutAttribute:layoutAttribute];  
5. }  

之前我们知道这个MASViewConstraint的delegate就是MASConstraintMaker，所以会再次执行

[objc]  view plain copy

1. - (void)constraint:(MASConstraint *)constraint shouldBeReplacedWithConstraint:(MASConstraint *)replacementConstraint {  
2.     NSUInteger index = [self.constraints indexOfObject:constraint];  
3.     NSAssert(index != NSNotFound, @"Could not find constraint %@", constraint);  
4.     [self.constraints replaceObjectAtIndex:index withObject:replacementConstraint];  
5. }  
6.   
7. - (MASConstraint *)constraint:(MASConstraint *)constraint addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {  
8.     MASViewAttribute *viewAttribute = [[MASViewAttribute alloc] initWithView:self.view layoutAttribute:layoutAttribute];  
9.     MASViewConstraint *newConstraint = [[MASViewConstraint alloc] initWithFirstViewAttribute:viewAttribute];  
10.     if ([constraint isKindOfClass:MASViewConstraint.class]) {  
11.         //replace with composite constraint  
12.         NSArray *children = @[constraint, newConstraint];  
13.         MASCompositeConstraint *compositeConstraint = [[MASCompositeConstraint alloc] initWithChildren:children];  
14.         compositeConstraint.delegate = self;  
15.         [self constraint:constraint shouldBeReplacedWithConstraint:compositeConstraint];  
16.         return compositeConstraint;  
17.     }  
18.     if (!constraint) {  
19.         newConstraint.delegate = self;  
20.         [self.constraints addObject:newConstraint];  
21.     }  
22.     return newConstraint;  
23. }  

由于constraint参数为MASViewConstraint类，这里我们可以看出来，最终的返回值不再是MASViewConstraint，而变成了MASCompositeConstraint类，这个类不仅仅包含left约束(MASViewConstraint)，同时也会把top约束(MASViewConstraint)也加入进去，同时会把maker中的constraints数组中top约束(MASViewConstraint)删掉，替换为刚刚生成的MASCompositeConstraint对象。注意，在MASCompositeConstraint对象的initWithChildren方法中，会把所有的child的delegate设置为MASCompositeConstraint对象，而MASCompositeConstraint的delegate则会变成maker。

所以，我们可以看出，make.top.left的返回值是一个MASCompositeConstraint对象，里面包含了top和left约束对象(MASViewConstraint)。

3. make.top.left.width:

这里的width是执行MASCompositeConstraint对象的width方法，接着调用MASCompositeConstraint的addConstraintWithLayoutAttribute:方法

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1. - (MASConstraint *)addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {  
2.     [self constraint:self addConstraintWithLayoutAttribute:layoutAttribute];  
3.     return self;  
4. }  

这里一定要注意，跟MASViewConstraint和MASConstraintMaker的addConstriantWithLayoutAttribute方法不一样，这里的返回值，不是新生成的MASConstraint对象，而是self，也就是还是这个MASCompositeConstraint对象。这个类调用的是MASCompositeConstraint的方法：

[objc]  view plain copy

1. - (MASConstraint *)constraint:(MASConstraint __unused *)constraint addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {  
2.     id<MASConstraintDelegate> strongDelegate = self.delegate;  
3.     MASConstraint *newConstraint = [strongDelegate constraint:self addConstraintWithLayoutAttribute:layoutAttribute];  
4.     newConstraint.delegate = self;  
5.     [self.childConstraints addObject:newConstraint];  
6.     return newConstraint;  
7. }  

在这个方法中，最终还是会调用delegate的方法，也就是MASConstraintMaker的方法，上面我们可以看到在MASConstraintMaker的这个方法中，只执行了一部分代码：

[objc]  view plain copy

1. - (MASConstraint *)constraint:(MASConstraint *)constraint addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {  
2.     MASViewAttribute *viewAttribute = [[MASViewAttribute alloc] initWithView:self.view layoutAttribute:layoutAttribute];  
3.     MASViewConstraint *newConstraint = [[MASViewConstraint alloc] initWithFirstViewAttribute:viewAttribute];  
4.   
5.     ...  
6.       
7.     return newConstraint;  
8. }  

所以在maker中仅仅是生成MASViewConstraint而已，最终这个对象会被加入到MASCompositeConstraint的child中，并且这个MASViewConstraint的delegate会被设置为MASCompositeConstraint。

所以make.top.left.width执行返回的仍然是make.top.left时生成的MASCompositeConstraint对象，只是会为width生成一个MASViewConstraint约束，并且加入到MASCompositeConstraint对象的child中，并不会把这个约束加入到maker的constraints数组中。

至于，make.top.left.width.height是跟这个一样的执行步骤，不再赘诉。

4. 至于equalTo的调用过程，是使用OC的Dot notation语法，使用这个语法可以直接调用无参数的方法。然后直接使用返回的block进行调用，实现了对约束的设置。

5. mas_updateConstraints方法中，上述block中的内容执行完之后，会调用maker的install方法，这个方法中，会遍历maker中constraints数组，然后调用MASConstraint的install方法。而MASCompositeConstraint对象的install方法会直接调用其child的install方法，并不会额外进行其他操作。所以最终的核心操作是MASViewConstraint的install方法，这个方法中，会生成NSLayoutConstraint约束，然后添加到对应的view中。这个地方其实比较简单，看代码即可。

三. 注意点

1. 通过链式调用可以设置多个属性，比如maker.left.right.top等，这些方法会返回一个MASCompositeConstraint对象，代表left/right/top这些约束的所有MASViewConstraint对象都会被添加到MASCompositeConstraint之中，通过这种方式实现链式调用，可以大大减少代码量。同时通过maker提供的center/edges/size函数也返回MASCompositeConstraint对象，里面同时包含了MASViewConstraint对象，也可以实现同时设置多个属性。注意MASCompositeConstraint源文件中的这段代码，注意这里返回的不是新生成的MASViewConstraint对象：

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1. - (MASConstraint *)addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {  
2.      [self constraint:self addConstraintWithLayoutAttribute:layoutAttribute];  
3.      return self;  
4. }  

四. 代码阅读心得

1. 使用NSException来解决OC中没有虚函数语法的问题，如果子类未实现虚方法，则直接抛出异常；在iOS中，我们对异常的使用远远不足，思路太过局限于C的思路，比如说出错之后，往往使用返回-1这种方式解决，这点在处理一些比较突出的异常时就非常不够用。例如，在JSON解析的时候对应的数据不对的问题，这个问题再跟服务器约定之后，一般不会出问题，但是一旦遇到问题就对客户端的用于体验造成非常不好的影响，现在的思路是可以使用@try{}@catch来解决，后面会在这方面做一些尝试。

2. 大量使用NSAssert断言工具来调试代码，我自己这方面之前更加喜欢使用if来避免进行各种容错，虽然这种方式，可以避免crash等严重问题，但是开发过程中，会降低开发效率。

3. 对block的灵活使用，这部分也是我最近思考比较多的地方，之前我对block的使用也觉得较多，但是现在看来，使用深度和灵活度都不够，一方面用来替代delegate做回调，这种方式非常灵活便捷，并且逻辑清晰。但是看masonry中的时候，才发现使用block做返回做参数，可以把写代码的过程变得简洁很多，在masonry中，equalTo这些方法的实现就是最好的例子。

4. 类似MASConstraint+Private.h的方式使用category实现类似protected的内部方法继承，这个也比较有意思，也是我之前一个挺困扰的问题，在写类库的时候，可以避免公开接口混乱以及过大的问题，从而很好地划分公开以及内部方法。

5. 类库的封装，调用时要足够简单便捷，通过隐藏大量的内部实现细节，只暴露必要的部分，这样第三方使用者使用起来才不会产生困惑。这部分我自己做的不足，很多时候写代码和类库的时候，写的过于冗余和啰嗦，这也可能是OC没有命名空间带来的习惯影响，后续转向swift之后肯定会大大改善这些问题。

6. Dot Notation语法的使用，也是masonry可以实现链式调用的基础语法，使用dot notation调用方法( 无参数方法)。结合block做返回变量来进行使用，就可以把代码变得非常简单，这种方式就实现所谓的函数式编程。注意，为了更好地维护代码规范，dot notation调用无参数方法这个语法要慎用，一般来说，方法调用就要使用”[]"语法，只有变量使用 “.”，可以避免混乱，增加代码的可阅读性。参考： http://stackoverflow.com/questions/2375943/objective-c-dot-notation-with-class-methods， http://underscorem.org，还有就是参考MASViewConstraint的equalTo等方法的实现代码