setNeedsDisplay(): metodens essens och omritningsmekanism i iOS

Vad är setNeedsDisplay()

setNeedsDisplay() — är en UIView-metod som signalerar till systemet att vyens innehåll är föråldrat och kräver omrendering. Metoden tar inga parametrar och returnerar void. Efter anropet markeras vyn som dirty, och i närmaste ritcykel anropar systemet draw(_:) för denna vy.

Den viktigaste egenskapen är asynkronicitet. Flera på varandra följande anrop av setNeedsDisplay() för samma vy leder inte till flera anrop av draw(_:) — systemet slår samman dem till en operation. Detta är kritiskt för prestanda: om en vyegenskap ändras flera gånger per bildruta anropas draw(_:) endast en gång.

Hur uppskjuten omritning fungerar

Mekanismen för uppskjuten omritning baseras på UIKit-renderingscykeln. När setNeedsDisplay() anropas sätter systemet den interna flaggan layer.needsDisplay till true. I slutet av den aktuella run loop går systemet igenom alla dirty-lager och anropar draw(_:) för varje.

Run loop och renderingssteg

UIKit run loop inkluderar update-fasen, under vilken dirty-vyer bearbetas. I denna fas anropas layoutSubviews() vid behov, därefter draw(_:) för alla markerade vyer. Efter ritningen överförs resultatet till GPU via Core Animation för kompositering.

class ProgressView: UIView {
    var progress: CGFloat = 0 {
        didSet {
            setNeedsDisplay()
        }
    }

    override func draw(_ rect: CGRect) {
        super.draw(rect)
        guard let ctx = UIGraphicsGetCurrentContext() else { return }

        // Bakgrund
        ctx.setFillColor(UIColor.lightGray.cgColor)
        ctx.fill(rect)

        // Förloppsindikator
        let fillRect = CGRect(x: rect.minX, y: rect.minY,
                              width: rect.width * progress, height: rect.height)
        ctx.setFillColor(UIColor.systemGreen.cgColor)
        ctx.fill(fillRect)
    }
}

I detta exempel uppdaterar progressView progress, och varje setter anropar automatiskt setNeedsDisplay(). Systemet väntar på slutet av run loop och anropar draw(_:) med det aktuella värdet för progress. Om progress ändras tre gånger i en bildruta, körs draw(_:) endast en gång — med det sista värdet.

setNeedsDisplay() vs setNeedsDisplay(_:)

Metoden setNeedsDisplay(_:) accepterar en parameter rect av typen CGRect, som begränsar omritningsområdet. Detta gör det möjligt att endast rita om den ändrade delen av vyn, inte hela. Skillnaden i prestanda blir märkbar vid arbete med stora vyer där förändringar påverkar ett litet område.

För komplex grafik rekommenderas att först rita hela scenen i en offscreen-kontext och sedan anropa setNeedsDisplay(_:) endast för det ändrade området. Detta är en standardteknik i ritapplikationer och grafiska redigerare på iOS.

displayIfNeeded() kontra setNeedsDisplay()

displayIfNeeded() — är en synkron metod som omedelbart startar omritning av alla dirty-vyer i hierarkin, utan att vänta på slutet av run loop. Till skillnad från setNeedsDisplay() som bara sätter en flagga, tvingar displayIfNeeded() omedelbar körning av draw(_:).

Apple rekommenderar att använda displayIfNeeded() endast i extrema fall, när ritresultatet behövs omedelbart — till exempel före skapande av skärmdump eller vid synkron generering av bild för UIGraphicsImageRenderer. I vanliga scenarier är den asynkrona modellen via setNeedsDisplay() att föredra eftersom den inte blockerar huvudtråden.

    // Asynkron — rekommenderas
someView.setNeedsDisplay()

    // Synkron — endast vid behov
someView.setNeedsDisplay()
someView.displayIfNeeded() // draw(_:) anropades omedelbart

Anrop av displayIfNeeded() utan föregående setNeedsDisplay() ger ingen effekt — metoden bearbetar endast vyer som redan markerats som dirty. Om ingen vy kräver omritning avslutas displayIfNeeded() utan att anropa draw(_:).

Optimering av anrop till setNeedsDisplay()

Frekventa anrop av setNeedsDisplay() kan minska prestandan, särskilt under animering. Låt oss titta på de viktigaste optimeringsstrategierna.

Sammanfogning av ändringar via modell

Istället för att anropa setNeedsDisplay() vid varje ändring av en enskild egenskap, samla ändringarna och anropa metoden en gång efter att alla uppdateringar har tillämpats. Till exempel vid ändring av färg, storlek och position för ett element — anropa setNeedsDisplay() en gång efter att alla egenskaper har ställts in.

Användning av CALayer för animerbara egenskaper

Om en egenskap kan animeras via CALayer (backgroundColor, opacity, position, transform), använd Core Animation istället för draw(_:). CALayer-egenskaper uppdateras på GPU utan att anropa draw(_:), vilket ger 60 FPS utan CPU-belastning.

Batchuppdatering via CATransaction

För att gruppera flera ändringar i en renderingsgenomgång, använd CATransaction. Detta gör det möjligt att slå samman flera setNeedsDisplay() till en draw(_:)-operation i slutet av transaktionen.

CATransaction.begin()
CATransaction.setDisableActions(true)

view1.setNeedsDisplay()
view2.setNeedsDisplay()
view3.setNeedsDisplay()

CATransaction.commit()

Missbruka inte displayIfNeeded() — synkron omritning blockerar huvudtråden och kan orsaka bildrutefall. Använd det endast för operationer där ritresultatet är kritiskt före slutet av den aktuella run loop.