1.CALayer 与 UIView 的区别：
它们有一些方法和属性用来做动画和变换。和UIView最大的不同是CALayer不处理用户的交互。
CALayer并不清楚具体的响应链（iOS通过视图层级关系用来传送触摸事件的机制），于是它并不能够响应事件，即使它提供了一些方法来判断是否一个触点在图层的范围之内
除了视图层级和图层树之外，还存在呈现树和渲染树
我们已经证实了图层不能像视图那样处理触摸事件，那么他能做哪些视图不能做的呢？这里有一些UIView没有暴露出来的CALayer的功能：
阴影，圆角，带颜色的边框
3D变换
非矩形范围
透明遮罩
多级非线性动画
一个视图(UIView)只有一个相关联的图层（layer）（自动创建），同时它也可以支持添加无数多个子图层
2.CALayer 的 寄宿图
CALayer类能够包含一张你喜欢的图片，这一章节我们将来探索CALayer的寄宿图（即图层中包含的图）
contents属性:
在实践中，如果你给contents赋的不是CGImage，那么你得到的图层将是空白的.
事实上，你真正要赋值的类型应该是CGImageRef，它是一个指向CGImage结构的指针。UIImage有一个CGImage属性，它返回一个"CGImageRef",如果你想把这个值直接赋值给CALayer的contents，那你将会得到一个编译错误。因为CGImageRef并不是一个真正的Cocoa对象，而是一个Core Foundation类型。
尽管Core Foundation类型跟Cocoa对象在运行时貌似很像（被称作toll-free bridging），他们并不是类型兼容的，不过你可以通过bridged关键字转换。如果要给图层的寄宿图赋值，你可以按照以下这个方法：
layer.contents = (__bridge id)image.CGImage;
.
注意：Core Foundation类型与Cocoa对象运行时很像，但是不一样，可以通过(__bridge id)方法来转换
contentsRect在app中最有趣的地方在于一个叫做image sprites（图片拼合）的用法。
利用Interface Builder探测窗口 的 Stretching控制contentsCenter属性
虽然-drawRect:方法是一个UIView方法，事实上都是底层的CALayer安排了重绘工作和保存了因此产生的图片。
3.图层几何学
UIView有三个比较重要的布局属性：frame，bounds和center，CALayer对应地叫做frame，bounds和position。为了能清楚区分，图层用了“position”，视图用了“center”，但是他们都代表同样的值。
对于视图或者图层来说，frame并不是一个非常清晰的属性，它其实是一个虚拟属性，是根据bounds，position和transform计算而来，所以当其中任何一个值发生改变，frame都会变化。相反，改变frame的值同样会影响到他们当中的值
hitTest:方法同样接受一个CGPoint类型参数，而不是BOOL类型，它返回图层本身，或者包含这个坐标点的叶子节点图层。
4.coreAnimation并不是一个绘图系统。它只是一个负责在硬件上合成和操纵应用内容的基础构件。
CoreAnimation核心是图层对象，图层对象用于管理和操控你的应用内容。
图层将捕获的内容放到一副位图中，图形硬件能够非常容易的操控你的位图。
图层被作为一种管理视图内容的方式，但是你也可以创建标准的图层，这取决于你自身的需要。
动画分为：隐式动画和显示动画
隐式动画是一种从旧属性值动画到新属性值的动画形式。
******基于图层的绘图模型******
对基于视图的绘图，对视图的改变经常会触发调用视图的drawRect：方法以重绘视图内容。但是此种方式的代价相对较高，因为它是CPU在主线程上的操作。Core Animation通过尽可能的使用图形硬件操纵缓存后的位图来避免了这种开销，从而完成相同或相似的效果。
****基于图层的动画****
可在图层上执行的动画类型：移动，缩放，旋转，透明度，圆角半径，背景颜色。
图层对象定义了自己的几何结构
****图层使用两种类型的坐标系统****
图层利用基于点的坐标系统和单位坐标系统指定内容的布局，当指定的值是直接映射到屏幕或相对于其他图层的坐标，图层的position属性,则使用基于点的坐标系统，与屏幕坐标不相关联，则使用单位坐标。比如图层的anchorPoint属性。
锚点是使用单位坐标系统的属性之一。
锚点影响几何结构的操作
position属性是相对于图层的锚点被指定。并且任何你对图层阴影的变换操作也是相对于锚点。
AnchorPoint相对于自身wh的百分比，0.0~1.0，position是相对于父视图的坐标点。
5.CoreAnimation
作用不仅仅是做动画。
在iOS端，我们看到的一切都是由Core Animation来完成的。
但Core Animation并不做实际的绘制渲染的工作，实际的绘制渲染工作由绘制渲染系统（GPU）来完成，Core Animation是一个中间层框架。
Core Animation为其它框架提供数据和传递数据，当然Core Animation也会对数据进行处理，像坐标，矩形计算，创建OpenGL纹理等。
iOS的整个显示流程没UIKit什么事，这跟Mac OS的处理是有所不同的，iOS的显示是默认建立在Core Animation之上，显示层的处理是通过Core Animation来完成，而Mac OS并不依赖于Core Animation。由于Core Animation在iOS端的位置，所以你如何使用Core Animation这将会对性能产生极大的影响。
Core Animation动画有两种形式，分别是显式动画和隐式动画。
但不管以哪种形式实现动画，都是基于CAAnimation来实现的，所以这两种动画形式的主要差异在于，是否显式创建CAAnimation对象来实现动画。当然它们还存在其它的差异，例如，隐式动画是基于CABasicAnimation对来实现的，而显式动画可以有更多的选择，可以是CABasicAnimation，CAKeyframeAnimation，CATransition等。
// 隐式动画
var layer = CALayer.init()
layer.backgroundColor = UIColor.black.cgColor
// 显示动画
var animation = CABasicAnimation.init(keyPath: "backgroundColor") // 显示创建CAAnimation对象
animation.fromValue = layer.backgroundColor
animation.toValue = UIColor.black.cgColor
layer.backgroundColor = UIColor.black.cgColor
layer.add(animation, forKey: nil)
对于CALayer而言，隐式动画是默认开启的，只需要更改可动画属性就会触发隐式动画。但对于UIView的Backing Layer而言，隐式动画是默认关闭的。当更改独立CALayer的可动画属性时，Core Animation会为我们创建默认的动画对象来实现相应的动画，但Core Animation又以什么作为标准来实现这些动画呢？隐式动画的大部份参数由事务(CATransaction)来决定，其中包括，动画时间，动画缓冲等。
虽然隐式动画的大部份参数由CATransaction来决定，但我们奇怪地发现，在代码中并没有出现CATransaction，WHY？这是由于CATransaction和NSAutoreleasePool一样，也分为隐式CATransaction和显式CATransaction，而CATransaction对隐式动画的管理方式与NSAutoreleasePool对内存的管理方式也十分相似，[CATransaction begin]方法是CATransaction的开始，而[CATransaction commit]则是CATransaction的结束，中间便是CATransaction的作用域，需要把更改可动画属性的操作放在CATransaction的作用域内，Core Animation才会创建相应的隐式动画。
[CATransaction begin];
// do something
[CATransation commit];
这个上面为CATransation的显示创建。显式创建CATransaction常常被用于关闭隐式动画(独立的CALayer对象默认开启隐式动画，需要手动关闭)和调整动画的时间。
隐式CATransaction是在RunLoop的一次Loop开始时begin，Loop结束时commit，正因为有隐式CATransaction的存在，所以当你更改独立CALayer的可动画属性时，Core Animation会为此创建隐式动画。CATransaction和NSAutoreleasePool一样，可以嵌套处理。
不管是显式动画还是隐式动画，动画属性的初始值要不同于目标值才会产生动画。Core Animation动画过程中，显示在屏幕上的是呈现树的对象，而不是图层树的对象。
6.UIKit动画
UIKit动画和Core Animation动画是相关连的，它们的关系就好像NSOperation和GCD一样，UIKit动画是建立在Core Animation动画之上的。
UIView对象的Backing Layer的隐式动画是默认关闭的，如果想开启需要使用UIKit的事务。
// 开启UIKit隐身动画
// 方式1
UIView.beginAnimations(nil, context: nil)
// do something
UIView.commitAnimations()
// 方式2
UIView.animate(withDuration: 0.25) {
// do something
}
UIKit事务继承了Core Animation事务(CATransaction)的所有功能，并且在此基础上做了许多扩展，像触摸响应，更多的动画对象等。
作为Core Animation动画的一个抽象物，UIKit虽然提供了非常简便的API来实现动画，但UIKit动画毕竟是Core Animation动画的一个抽象物，能提供的效果还是很有限的。
7.Core Animation动画与触摸响应
当我们触摸屏幕时，系统就会把这个触摸事件传递给相应Application，Application接收到触摸事件后，执行_UIApplicationHandleEventQueue()函数(这是一个Source0的回调)，把触摸事件转换成UIEvent并开始传递和处理事件。
Application处理触摸事件主要分为以下两步：
1).获取Hit-Test View。
2).寻找响应者处理事件。
响应链是由一组连接在一起的响应者组成，UIResponder是所有响应者的基类，响应者的类型不是唯一的，不同的系统事件对应着不同类型的响应者，而触摸事件的响应者主要是UIApplication对象，UIViewController对象和UIView对象，UIApplication对象是响应链的第一个节点，也是最后一个响应事件的对象。
以上两步操作由两个不同的函数完成，_UIApplicationHandleDigitizerEvent()函数用于获取Hit-Test View，[UIApplication sendEvent:]函数用于查找可以处理事件的响应者，当然这两个函数是在_UIApplicationHandleEventQueue()中被调用的，调用关系如下图。
_UIApplicationHandleDigitizerEvent()函数通过调用UIView对象的hitTest: withEvent:函数来获取Hit-Test View。
一个UIWindow的hitTest: withEvent:函数返回值是当前Window的Hit-Test View，Hit-Test View是响应链中第一个被检测是否能处理触摸事件的对象。获取Hit-Test View后，调用[UIApplication sendEvent:]函数从响应链中寻找响应者处理事件，当找到响应者处理触摸事件后，本次触摸事件处理结束(当然，你也可以通过重写一些函数使事件继续传递)。
即使不发生触摸事件，我们也可以通过nextResponder来获取上一级响应者。
UIKit在UIResponder对象关系确立的同时生成响应链，响应链与视图的层级结构也是一一对应的，一般情况下，父视图是子视图的上一级响应者，当然，也有一些特殊的情况，像UIViewController根视图的上一级响应者是UIViewController而不是父视图。
正常情况下，判断触摸点是否在当前图层树对象的坐标系中用的是pointInside: withEvent:函数。也有一些特殊的情况，如果一个视图正在实现Core Animation动画且动画过程中不允许交互(默认不交互)，那么该视图不再调用pointInside: withEvent:函数来判断触摸点，而是获取动画视图的呈现树对象，判断触摸点是否在该呈现树对象的坐标系中。若Hit-Test View正在实现Core Animation动画且动画过程中不允许交互，那么本次触摸事件将不处理且不再寻找响应者处理事件。
若视图正在实现Core Animation动画且动画过程中允许交互(动画过程中允许交互需要添加UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction)，那么不能调用pointInside: withEvent:函数来判断触摸点是否在当前图层树对象的坐标系中。
pointInside: withEvent:函数用于判断的对象是图层树中的对象，而Core Animation动画过程中，显示在屏幕上的是呈现树的对象，而不是图层树的对象，但由于图层树对象存储的是目标值，而呈现树对象存储的是瞬时值。
呈现树：Presentation Layer
图层树：Model Layer
8.定时动画
除了Core Animation动画，iOS动画还有其它实现的方式，像定时动画，手势动画等。
定时动画与Core Animation动画不同，定时动画并不是基于CAAnimation来实现的，而是通过定时器的触发不断地改变图层树对象的UI属性值来实现的，每次定时触发所改变的UI属性都会被Application发送到渲染服务进程，渲染服务进程就会把最新的图层树渲染到屏幕上。通过定时器的触发不断地重复这些步骤，最终在屏幕上形成了动画。
就是通过timer不断刷新view的frame
如果你想控制动画的每一帧，完全自定义动画的缓冲，那么定时动画是一个非常不错的选择，就像ScrollView一样，ScrollView的滚动就是一个定时动画，正因为如此，所以TableView才可以实时更新Cell的内容并显示出来。这种实时同步图层树的方式，既是定时动画的优点，也是定时动画的缺点，缺点在于一旦实时同步的操作时间过长就会出现屏幕掉帧的情况，最常见的例子就是TableView在滚动时出现卡屏掉帧。（原理：定时动画）
Core Animation动画VS定时动画
不管以那种形式实现动画，动画都是一帧帧实现的，Core Animation动画与定时动画主要的不同点在于，Core Animation动画是以CAAnimation对象为基础的动画，Application通过发送图层树和CAAnimation对象到渲染服务进程，由渲染服务进程完成动画所需要的每一帧；
而定时动画则是通过定时器的解发，不断地改变图层树，Application把每次改变后的图层树发送到渲染服务进程进行屏幕的重新渲染。
一般情况下，Core Animation动画会是更好的选择，不仅是因为实现Core Animation动画相对简单，而且动画的每一帧由渲染服务进程完成，Application有更多的空间来完成其它任务，提高CPU的效率；
当然，你也可以使用一些物理框架来实现定时动画，自定义动画的缓冲，实现更真实的效果。更多的时候是需要根据界面的情况来选择实现动画的形式，并没有一种形式适用于任何情况，关键在于如何减少掉帧，保持界面流畅度。
一般情况下，Core Animation动画会是更好的选择，不仅是因为实现Core Animation动画相对简单，而且动画的每一帧由渲染服务进程完成，Application有更多的空间来完成其它任务，提高CPU的效率；当然，你也可以使用一些物理框架来实现定时动画，自定义动画的缓冲，实现更真实的效果。更多的时候是需要根据界面的情况来选择实现动画的形式，并没有一种形式适用于任何情况，关键在于如何减少掉帧，保持界面流畅度。
终结：
在iOS端，你在屏幕上看到的一切都是由Core Animation来完成的，当你打算往显示方面进阶时，你需要深入研究的是Core Animation而不是UIKit，就像Instruments里没有UIKit测试工具一样，虽然UIKit抽象了很多Core Animation的功能，但同时也带来了很多限制，有时候你更需要的是一些自定义效果。
