setNeedsDisplay(): bản chất của phương thức và cơ chế vẽ lại trong iOS

setNeedsDisplay() là gì

setNeedsDisplay() là một phương thức UIView báo hiệu cho hệ thống rằng nội dung của view đã cũ và cần được kết xuất lại. Phương thức không nhận tham số và trả về void. Sau khi gọi, view được đánh dấu là dirty, và trong chu kỳ vẽ gần nhất, hệ thống gọi draw(_:) cho view này.

Đặc điểm chính là bất đồng bộ. Nhiều lệnh gọi setNeedsDisplay() liên tiếp cho cùng một view sẽ không dẫn đến nhiều lệnh gọi draw(_:) — hệ thống kết hợp chúng thành một thao tác duy nhất. Điều này cực kỳ quan trọng cho hiệu suất: nếu một thuộc tính view thay đổi nhiều lần trong một khung hình, draw(_:) chỉ được gọi một lần.

Cách hoạt động của vẽ lại trì hoãn

Cơ chế vẽ lại trì hoãn dựa trên chu kỳ kết xuất UIKit. Khi setNeedsDisplay() được gọi, hệ thống thiết lập cờ nội bộ layer.needsDisplay thành true. Ở cuối run loop hiện tại, hệ thống duyệt qua tất cả các lớp dirty và gọi draw(_:) cho mỗi lớp.

Run loop và các bước kết xuất

Run loop UIKit bao gồm một giai đoạn cập nhật trong đó các view dirty được xử lý. Trong giai đoạn này, layoutSubviews() được gọi nếu cần, sau đó draw(_:) cho tất cả các view được đánh dấu. Sau khi hoàn tất vẽ, kết quả được chuyển đến GPU thông qua Core Animation để tổng hợp.

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

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

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

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

Trong ví dụ này, progressView cập nhật progress và mỗi setter tự động gọi setNeedsDisplay(). Hệ thống chờ đến cuối run loop và gọi draw(_:) với giá trị progress thực tế. Nếu progress thay đổi ba lần trong một khung hình, draw(_:) chỉ thực thi một lần — với giá trị cuối cùng.

setNeedsDisplay() vs setNeedsDisplay(_:)

Phương thức setNeedsDisplay(_:) nhận một tham số rect kiểu CGRect, giới hạn khu vực vẽ lại. Điều này cho phép vẽ lại chỉ phần đã thay đổi của view, thay vì toàn bộ view. Sự khác biệt về hiệu suất trở nên rõ rệt khi làm việc với các view lớn nơi các thay đổi ảnh hưởng đến một khu vực nhỏ.

Đối với đồ họa phức tạp, nên vẽ toàn bộ cảnh trong một bối cảnh ngoài màn hình trước, sau đó gọi setNeedsDisplay(_:) chỉ cho khu vực đã thay đổi. Đây là kỹ thuật tiêu chuẩn trong các ứng dụng vẽ và trình chỉnh sửa đồ họa trên iOS.

displayIfNeeded() so với setNeedsDisplay()

displayIfNeeded() là một phương thức đồng bộ kích hoạt ngay lập tức việc vẽ lại tất cả các view dirty trong hệ thống phân cấp, mà không chờ đến cuối run loop. Không giống như setNeedsDisplay() chỉ thiết lập một cờ, displayIfNeeded() buộc thực thi ngay lập tức draw(_:).

Apple khuyến nghị chỉ sử dụng displayIfNeeded() trong các trường hợp cực đoan khi kết quả vẽ cần ngay lập tức — ví dụ, trước khi chụp ảnh màn hình hoặc trong quá trình tạo hình ảnh đồng bộ cho UIGraphicsImageRenderer. Trong các tình huống thông thường, mô hình bất đồng bộ qua setNeedsDisplay() được ưa chuộng hơn vì nó không chặn luồng chính.

    // Bất đồng bộ — được khuyên dùng
someView.setNeedsDisplay()

    // Đồng bộ — chỉ khi cần thiết
someView.setNeedsDisplay()
someView.displayIfNeeded() // draw(_:) được gọi ngay lập tức

Gọi displayIfNeeded() mà không có setNeedsDisplay() trước đó sẽ không có tác dụng — phương thức chỉ xử lý các view đã được đánh dấu là dirty. Nếu không có view nào cần vẽ lại, displayIfNeeded() hoàn thành mà không gọi draw(_:).

Tối ưu hóa các lệnh gọi setNeedsDisplay()

Các lệnh gọi setNeedsDisplay() thường xuyên có thể làm giảm hiệu suất, đặc biệt là trong quá trình hoạt hình. Hãy xem xét các chiến lược tối ưu hóa chính.

Gộp các thay đổi thông qua một mô hình

Thay vì gọi setNeedsDisplay() mỗi khi một thuộc tính riêng lẻ thay đổi, hãy tích lũy các thay đổi và gọi phương thức một lần sau khi áp dụng tất cả các cập nhật. Ví dụ, khi thay đổi màu sắc, kích thước và vị trí của một phần tử — hãy gọi setNeedsDisplay() một lần sau khi thiết lập tất cả các thuộc tính.

Sử dụng CALayer cho các thuộc tính có thể hoạt hình

Nếu một thuộc tính có thể được hoạt hình thông qua CALayer (backgroundColor, opacity, position, transform), hãy sử dụng Core Animation thay vì draw(_:). Các thuộc tính CALayer được cập nhật trên GPU mà không gọi draw(_:), cung cấp 60 FPS mà không tải CPU.

Cập nhật hàng loạt qua CATransaction

Để gộp nhiều thay đổi thành một lượt kết xuất duy nhất, hãy sử dụng CATransaction. Điều này cho phép kết hợp nhiều lệnh gọi setNeedsDisplay() thành một thao tác draw(_:) duy nhất ở cuối giao dịch.

CATransaction.begin()
CATransaction.setDisableActions(true)

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

CATransaction.commit()

Đừng lạm dụng displayIfNeeded() — vẽ lại đồng bộ chặn luồng chính và có thể gây giảm khung hình. Chỉ sử dụng nó cho các thao tác mà kết quả vẽ là quan trọng trước khi run loop hiện tại kết thúc.