draw(_:)와 drawRect — 개념, 호출 및 오버라이딩

draw(_:) / drawRect란

draw(_:)는 UIView의 인스턴스 메서드로, UIKit이 뷰의 콘텐츠를 렌더링하기 위해 호출합니다. 이 메서드 내에서 개발자는 CGContext 그래픽 컨텍스트에 접근하여 Core Graphics API를 사용해 선, 채우기, 텍스트 및 이미지를 그립니다. Objective-C의 drawRect:는 동일한 기능을 수행하지만 구문이 다릅니다. 유일한 매개변수는 다시 그릴 영역을 지정하는 CGRect입니다.

Apple Engineering(2024)에 따르면, draw(_:)는 CPU 기반 비트맵 그래픽 컨텍스트 렌더링을 통해 작동하여 최대의 유연성을 제공하지만 CALayer에 비해 더 많은 리소스가 필요합니다. draw(_:) 사용 결정은 그래픽의 복잡성과 성능 요구 사항에 따라 이루어집니다.

Swift와 Objective-C의 메서드 시그니처

Swift에서 메서드는 override func draw(_ rect: CGRect)로 선언되며, rect는 다시 그려야 하는 사각형입니다. Objective-C에서 시그니처는 - (void)drawRect:(CGRect)rect입니다. setNeedsDisplay(_:)를 통한 부분 다시 그리기 중에는 rect 매개변수가 뷰의 bounds보다 작을 수 있습니다.

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextSetFillColorWithColor(context, [UIColor redColor].CGColor);
    CGContextFillRect(context, rect);
}

시스템이 draw(_:)를 호출하는 시기

시스템은 엄격하게 정의된 시나리오에서 자동으로 draw(_:)를 호출합니다. 이러한 트리거를 이해하면 불필요한 다시 그리기를 방지하고 뷰 성능을 최적화하는 데 도움이 됩니다. 아래는 메서드의 자동 호출 사례입니다.

• 첫 번째 렌더링 — 뷰가 계층 구조에 처음 추가되어 화면에 표시될 때
• setNeedsDisplay() — 이 메서드 호출 후, 시스템이 다음 그리기 사이클에서 다시 그림
• setNeedsDisplay(_:) — 위와 동일하지만 다시 그릴 특정 사각형을 지정
• contentMode — bounds가 변경되고 contentMode가 다시 그리기를 요구하는 경우(예: .redraw)
• setNeedsLayout() — 경우에 따라 하위 뷰 재배치 후 다시 그리기가 필요할 수 있음

Apple 문서는 경고합니다: draw(_:)를 직접 호출하지 마십시오. 시스템이 자체적으로 그리기 시기를 결정하며, 직접 호출은 내부 캐싱 메커니즘을 손상시킵니다. 다시 그리기를 요청하려면 항상 setNeedsDisplay() 또는 setNeedsDisplay(_:)를 사용하세요.

Swift에서 draw(_:)를 오버라이딩하는 방법

Swift에서 draw(_:)를 오버라이딩하려면 그래픽 컨텍스트를 가져온 후 Core Graphics를 호출합니다. 그리기의 논리적 블록에 대해 별도의 메서드를 만드는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 코드 가독성과 테스트 용이성이 향상됩니다.

override func draw(_ rect: CGRect) {
    super.draw(rect)

    guard let context = UIGraphicsGetCurrentContext() else { return }

    // Line parameters
    context.setStrokeColor(UIColor.darkGray.cgColor)
    context.setLineWidth(2.0)

    // Drawing a triangle
    context.move(to: CGPoint(x: rect.midX, y: rect.minY + 10))
    context.addLine(to: CGPoint(x: rect.maxX - 10, y: rect.maxY - 10))
    context.addLine(to: CGPoint(x: rect.minX + 10, y: rect.maxY - 10))
    context.closePath()
    context.strokePath()
}

이 예제에서 draw(_:)는 2픽셀 두께의 진회색 윤곽선을 가진 삼각형을 그립니다. 메서드 시작 부분에서 super.draw(rect)를 호출하는 것은 Apple이 권장합니다. 부모 그리기 로직을 유지하기 위해서이며, UIView의 기본 draw(_:) 구현은 비어 있습니다.

draw(_:)의 멱등성 규칙

draw(_:)의 각 호출은 동일한 입력 데이터에 대해 동일한 결과를 생성해야 합니다. 이를 통해 시스템은 결과를 캐시하고 뷰의 콘텐츠가 변경되지 않은 경우 draw(_:)를 다시 호출하지 않습니다. draw(_:) 내에서 난수 값, 시스템 시간 또는 네트워크 요청을 사용하지 마세요.

Objective-C의 drawRect:와 draw(_:)의 차이점

drawRect:는 역사적으로 iOS 2.0에서 Objective-C와 함께 등장한 첫 번째 버전의 메서드입니다. Swift에서는 외부 매개변수 _를 사용하여 메서드 이름이 draw(_:)로 변경되었습니다. 기능적으로 이 메서드들은 동일합니다. 둘 다 다시 그릴 영역의 CGRect를 받고 UIGraphicsGetCurrentContext()를 사용하여 그래픽 컨텍스트에 접근합니다.

Objective-C에서 Swift로 프로젝트를 마이그레이션할 때 메서드 이름 변경은 첫 번째 작업 중 하나입니다. Xcode는 자동 변환기를 제공하지만 drawRect:는 수동으로 draw(_:)로 업데이트해야 합니다. Apple(2024)에 따르면 Swift 버전 draw(_:)가 새 프로젝트에 선호됩니다.

draw(_:)에서 그리기 최적화

draw(_:)는 CPU에서 실행되며, 최적이 아닌 구현은 프레임 드롭과 낮은 성능을 초래할 수 있습니다. Apple은 그리기를 가속화하기 위한 몇 가지 검증된 접근 방식을 권장합니다.

그리기 작업 수 최소화

각 Core Graphics 작업(move(to:), addLine(to:), strokePath)에는 오버헤드가 있습니다. 작업을 그룹화하고 복잡한 모양에는 CGPath를 사용하세요. 경로는 한 번 생성되고 각 draw(_:) 호출 시 재사용됩니다.

벡터 객체에는 UIBezierPath 사용

UIBezierPath는 CGPath의 Objective-C 래퍼로, 모양을 만들기 위한 간단한 API를 제공합니다. UIBezierPath를 미리 생성하고(예: 초기화자에서) draw(_:) 내에서 fill() 또는 stroke()만 호출하세요.

private let starPath: UIBezierPath = {
    let path = UIBezierPath()
    // Building a star shape
    path.move(to: CGPoint(x: 50, y: 0))
    for i in 1...5 {
        let angle = CGFloat(i) * 4 * CGFloat.pi / 5
        path.addLine(to: CGPoint(x: 50 + 40 * cos(angle),
                               y: 50 + 40 * sin(angle)))
    }
    path.close()
    return path
}()

override func draw(_ rect: CGRect) {
    UIColor.systemYellow.setFill()
    starPath.fill()
}

draw(_:) 작업 시 일반적인 실수

개발자들은 draw(_:)를 오버라이딩할 때 종종 같은 실수를 합니다. 이러한 패턴을 인식하면 버그와 성능 저하를 방지하는 데 도움이 됩니다. 가장 일반적인 문제와 해결 방법을 살펴보겠습니다.

• draw(_:) 직접 호출 — draw(_:)를 직접 호출하지 마십시오. 다시 그리기를 요청하려면 setNeedsDisplay()를 사용하세요. 직접 호출은 캐싱을 손상시키고 잘못된 표시를 초래할 수 있습니다.
• draw(_:) 내에서 무거운 계산 — draw(_:)는 가능한 한 가벼워야 합니다. UIBezierPath, 이미지 및 기타 무거운 객체는 메서드 외부에서 생성하고 한 번만 초기화하세요.
• draw(_:) 내에서 객체 생성 — draw(_:) 내에서 UIColor, UIFont 및 UIGraphicsImageRenderer 구성을 하면 불필요한 메모리 부하가 발생합니다. 객체 생성을 클래스 속성으로 이동하세요.
• rect 매개변수 무시 — rect는 다시 그려야 하는 영역을 지정합니다. rect 외부의 그리기는 시스템에 의해 폐기되지만 리소스를 소비합니다. 그리기 전에 rect와의 교차를 확인하세요.
• super.draw(rect) 누락 — UIView의 구현이 비어 있지만, Apple은 향후 UIKit 변경과의 호환성을 위해 super.draw(rect)를 호출할 것을 권장합니다.

이러한 규칙을 따르면 모든 iOS 프로젝트에서 안정적이고 빠른 사용자 정의 뷰 그리기를 보장할 수 있습니다. 실제 실행 시간과 병목 지점을 확인하려면 Instruments(Core Animation)를 통해 draw(_:)를 프로파일링하세요.