WWDC2018 session 220

High Performance Auto Layout

本视频主要是介绍了在使用Auto Layout中的一些注意事项，以及Auto Layout的原理，和iOS 12中对Auto Layout性能的优化。

Auto Layout原理

Auto Layout需要依赖一个个的约束，最终UIView根据这些约束确定自身的位置，宽高，完成布局和渲染。因此，理解Auto Layout的原理，其实就是理解约束的本质，以及约束是如何工作的。

Auto Layout的原理视频中已经简单介绍了。实际上，我们所创建的约束，最终转化成了一个个的一次方程式，如果有多个约束，可能就转化成了多元一次方程组。计算约束的过程，就是解多元一次方程组的过程，解出的值，就是UIView的位置或者宽高信息。计算多元一次方程组的过程是Auto Layout 引擎来负责的。官方给了一张图来表示UIView、约束、引擎以及其他参与者之间的关系：

UIView增加约束，实际上就是增加了一个方程式，方程式的解由Auto Layout Enginee负责计算，计算出的值即Variable就是UIView的位置和宽高信息。

在视频中还介绍了，如果一个view中有多个相互独立的子view使用了Auto Layout，那么其性能消耗是随着子view的个数而线性增加的，原因就是因为计算多元一次方程组时，多一元，其计算复杂度是线性增加的。子视图个数和消耗性能之间的关系如图：

iOS 12 improvements

最开始也说了，在iOS 12中，苹果针对Auto Layout做了性能优化。在视频开始处，苹果也给出了一个视频，同样的代码分别在iOS 11上运行和在iOS 12上运行的效果，可以明显的看出iOS 12上运行更加流畅。除此之外，苹果也给出了一张图，对比了Auto Layout在iOS 11和iOS 12上的性能消耗：

灰色的代表iOS 11，蓝色的代表iOS 12。

使用Auto Layout时，通常会重写updateConstraints()方法，也就是更新约束的方法。一种常见的错误写法如下：

在解释为什么这样写问题之前，先了解一下渲染循环。

渲染循环(Render Loop)

我们知道iOS设备每秒钟刷新60次，渲染循环的作用是确保UI视图在每秒的所有帧中都显示正常。为了做到这一点，Render Loop每秒钟运行120次,频率非常高。渲染循环分为三个步骤：

1. 更新约束，从子视图向外层逐级更新约束
2. Layout调整，从父视图到子视图，逐级视图获得自身的layout
3. 渲染过程，同样从父视图到子视图，渲染显示视图
   官方给了一张渲染循环的示例图：
   
   实际上，上面提到的updateConstratins()方法就是渲染循环中的第一步，也就是更新约束。在上面介绍的三步中，每一步苹果都提供了对应的方法，而且不止一个方法，来看一下：
   
   现在来说一下上面提到的代码为什么有问题。因为已经介绍过，渲染循环每秒钟运行120次，因此updateConstraints()方法每秒钟也要运行120次，而在updateConstraints()中每次都要移除所有的约束，然后重新添加一遍，这明显是没必要的。其实解决方法也非常简单，就是经常用到的懒加载的思想，修改过的代码如下：
   
   上面提到的问题其实有一个专业术语名称：约束流失。约束流失，简单来说就是约束本身并没有改变，但是由于代码的问题，删除了之前的所有约束，又重新添加了约束。由于删除约束，重新添加约束是浪费性能，且在约束不变的情况下，重新添加约束没有必要，因此在代码中要避免约束流失。

更高效使用Auto Layout

在视频中介绍了一些更高效使用Auto Layout的方法，这里介绍一下。

避免约束流失的几个小tip

这里是使用了常见的feed流来举例，可以简单理解为朋友圈，以该例给出了几个避免约束流失的小tip：

1. 避免移除全部的约束
2. 一些通用公用的布局约束，一次性添加，且添加之后尽量不要再修改
3. 只改变那些需要改变的约束，不要改变哪些不需要改变的约束
4. 多使用隐藏视图的方式，而不是移除约束

根据上面的介绍，这里的四点也易于理解，不再做过多的解释。

减少systemLayoutSizeFitting()

systemLayoutSizeFitting()的作用是根据控件的Layout自动的帮助我们计算约束，但是这整个过程是非常耗性能的。因此在代码中，要尽量减少systemLayoutSizeFitting()的使用。

使用Instrument检测不合理的Auto Layout

新版本的Xcode在Instrument中增加了一个新的工具 Instrument for Layout，使用该工具可以检测出哪个控件发生了约束流失，以及某一时刻CPU的使用情况。需要注意的是，该工具在Xcode 10上还未上线，可能还需要再等一段时间。视频中给出了使用该工具的示例图：

避免不可满足约束

所谓不可满足约束，举例来说，给一个控件添加了约束宽度是50，同时宽度又应该是200时，这种情况是不可能完成的，这就是不可满足约束。出现这样的代码时，即使约束不可完成，但是Auto Layout引擎不得不计算出一个结果，这种情况下就会破坏一个约束以来满足。破坏约束时，会发送一个详细的日志到Xcode。不可满足约束是不合理的，而且可能会引起一些其他的问题，因此Xcode debug log中出现破坏约束时，需要找到破坏约束的地方并修改。

总结

以上就是看session 202的一些总结。在写总结时我并非按照视频中介绍的顺序来写的，且有一部分感觉不是很重要的也没有写。大家在阅读时，如果有任何问题，欢迎大家指正。