Masonry是iOS在控件布局中經(jīng)常使用的一個輕量級框架。Masonry讓NSLayoutConstraint使用起來更為簡潔。Masonry簡化了NSLayoutConstraint的使用方式，讓我們可以以鏈式的方式為我們的控件指定約束。本篇是對Masonry框架的源碼進行解析，讓你明白Masonry是如何對NSLayoutConstraint進行封裝的，以及Masonry框架中各個部分所扮演的角色是什么樣的。Masonry框架是Objective-C版本的，如果你的項目是Swift語音的，那就得使用SnapKit布局框架了。
今天對Masonry框架源碼的解析思路是：先對比，給一個View添加同樣的約束時，使用Masonry與系統(tǒng)原生的區(qū)別。然后就開門見山給出Masonry框架主要部分的類圖，從類圖中我們來整體的分析Masonry框架的結(jié)構(gòu)。然后再由整體到部分逐漸的細化，窺探其內(nèi)部的實現(xiàn)細節(jié)。通過上述步驟，我們將對Masonry框架的內(nèi)部實現(xiàn)進行詳細的了解。其實Masonry框架是輕量級的，總共的源碼也沒有多少行，但是仔細的閱讀它的實現(xiàn)細節(jié)，還是可以吸取很多實用的東西的。
首先Masonry在github上的地址是https://github.com/SnapKit/Masonry, 你可以通過上述鏈接Clone到Masonry框架，其中有Masonry框架介紹以及一些Masonry的使用示例。關(guān)于Masonry具體的使用方式請參考上述github上的鏈接。今天我們就剖析一下Masonry框架的源碼。
一、Masonry框架與NSLayoutConstraint調(diào)用方式的對比
首先我們NSLayoutConstraint為我們的View添加一個約束，然后再給出Masonry的代碼。我們要對一個View添加一個top約束，這個約束關(guān)系我們用表達式來表示就是subView.top = superView.top + 10。也就是子視圖的top與父視圖的top中間隔著10個pt。
- 使用
NSLayoutConstraint添加約束：
下方這段代碼就是給subView添加了一個相對于superView的Top約束。一個View要想確定位置，一個約束是不夠的，所以可想而知，我們要寫多個下方的這樣的約束來確定一個View的相對位置。其實下方就是一個表達式，NSLayoutConstraint構(gòu)造器中每個參數(shù)構(gòu)成這個表達式的一個組成部分。由上到下我們對個個參數(shù)進行解析，參數(shù)constraintWithItem用來指定所約束的對象，在此就是subView。第一個attribute參數(shù)則指定約束該對象的那個屬性，在此就是subView的Top屬性。參數(shù)relatedBy用來指定約束關(guān)系，比如大于等于，小于等于或者等于某個約束值。參數(shù)toItem則指定的是約束相對的對象，在此是相對superView的，所以此處的參數(shù)是superView。第二個attribute參數(shù)就是指定superView的Top屬性。multiplier指定相對約束的倍數(shù)關(guān)系，constant則是約束的偏移量。
由上到下，NSLayoutConstraint的構(gòu)造器中的參數(shù)會構(gòu)成一個數(shù)學(xué)表達式，那就是subView.top = superView.top * 1 + 10，該表達式就直觀的給出了subView.top與superView.top的關(guān)系。經(jīng)下方的代碼我們就為subView添加了一個相對于superView的Top約束，約束的偏移量是10。
- 使用Masonry添加上述約束
接下來就是Masonry出場的時刻了，我們將使用Masonry添加上述約束，其代碼如下。下方給出了三種設(shè)置方式，下方三種方式是等價的，當然在Masonry中不止下方三種實現(xiàn)方式。下方Block中的每句話都代表著subView.top = superView.top * 1 + 10的意思，也就是說我們只需要寫這三行代碼中的其中一種即可。使用Masonry的好處一目了然，讓你的代碼更為簡潔。
Masonry框架中支持約束的添加，約束的更新，約束的重建以及基本動畫的實現(xiàn)等等。功能還是蠻強大的。在Masonry框架中主要采用了鏈式調(diào)用和匿名閉包的方式來簡化約束的添加。有關(guān)Masonry更為詳細的使用方式請參見上述Masonry框架的Github鏈接，具體使用方式在此就不做過多的贅述了。
二、Masonry框架的類結(jié)構(gòu)
通過上述的Masonry的使用方式我們可以看出，UIView的對象可以直接調(diào)用mas_makeConstraints方法來為相應(yīng)的View對象添加約束。因為mas_makeConstraints方法位于UIView的View+MASAdditions類目中，所以UIView的對象可以直接調(diào)用。同樣在View+MASAdditions類目還有其他方法供UIView的對象使用，稍后會進行詳細的介紹。
下方就是Masonry框架核心類以及類目之間的關(guān)系，下方的類圖是在閱讀Masonry源碼時畫的，僅此一份，如有雷同純屬巧合。如果下圖中的文字比較小的話，你可以圖片另存到本地，然后放大后進行查看，廢話少說，進入我們類圖的主題。下方的類圖中沒有包括Masonry框架中的所有的類，不過所有核心的類都在下方了。我們從左往右依次對下方的類圖進行解說。
- View+MASAdditions類目介紹（左邊紅框中的部分）
最左邊那一坨大類，也就是綠框中的部分，就是Masonry框架對UIView的公有類目，也就是源文件中的View+MASAdditions的部分，在該類目中為添加了類型為MASViewAttribute的成員屬性（稍后會介紹MASViewAttribute是個神馬東西）。除了添加一系列的成員屬性外，還添加了四個公有的方法：mas_closestCommonSuperview方法負責(zé)尋找兩個視圖的最近的公共父視圖（類比兩個數(shù)字的最小公倍數(shù)）、mas_makeConstraints方法負責(zé)創(chuàng)建安裝約束、mas_updateConstraints負責(zé)更新已經(jīng)存在的約束（若約束不存在就Install）、mas_remakeConstraints方法則負責(zé)移除原來已經(jīng)創(chuàng)建的約束并添加上新的約束。上述方式是UIView對象設(shè)置約束主要調(diào)用的方法，稍后會詳細介紹其實現(xiàn)方式。
- MASViewAttribute類的介紹（右邊黃框中的部分）
介紹完用戶直接使用的UIView的公共類目，接下來我們來看一下用戶看不到的部分，那就是下方類圖中右邊的那一撮類。右邊的四個小類的耦合性比較高，我們先看一下MASViewAttribute類。MASViewAttribute類的結(jié)構(gòu)比較簡單，主要包括三個屬性，三個方法。從MASViewAttribute這個類名中我們就能看出，這個類是對UIView和NSLayoutAttribute的封裝。使用等式來表示就是MASViewAttribute = UIView + NSLayoutAttribute + item。在MASViewAttribute類中的view屬性表示所約束的對象，而item就是該對象上可以被約束的部分。
此處的item成員屬性我們稍后要作為NSLayoutConstriant構(gòu)造器中的constraintWithItem與toItem的參數(shù)。當然對于UIView來說該item就是UIView本身。而對于UIViewController，該出Item就topLayoutGuide，bottomLayoutGuide稍后會給出詳細的介紹。該類中除了兩個構(gòu)造器外還有一個isSizeAttribute方法，該方法用來判斷MASViewAttribute類中的layoutAttribute屬性是否是NSLayoutAttributeWidth或者NSLayoutAttributeHeight，如果是Width或者Height的話，那么約束就添加到當前View上，而不是添加在父視圖上。
- MASViewConstraint的介紹（右邊黃框中的部分）
接著我們看一下MASViewConstraint類，該類是對NSLayoutConstriant類的進一步封裝。MASViewConstraint做的最核心的一件事情就是初始化NSLayoutConstriant對象，并將該對象添加在相應(yīng)的視圖上。因為NSLayoutConstriant在初始化時需要NSLayoutAttribute和所約束的View，而MASViewAttribute正是對View與NSLayoutAttribute進行的封裝，所以MASViewConstraint類要依賴于MASViewAttribute類，兩者的關(guān)系如下所示。
由下方的類圖我們可以看出MASConstraint是MASViewConstraint的父類，MASConstraint是一個抽象類，不可被實例化。我們可以將MASConstraint看做是一個接口或者協(xié)議。MASConstraint抽象類還有一個子類，也就是MASViewConstraint的兄弟類MASCompositeConstraint，從MASCompositeConstraint的命名中我們就可以看出來MASCompositeConstraint是約束的一個組合，也就是其中存儲的是一系列的約束。MASCompositeConstraint類的結(jié)構(gòu)比較簡單，其核心就是一個存儲MASViewConstraint對象的數(shù)組，MASCompositeConstraint就是對該數(shù)組的一個封裝而已。
- 工廠類MASConstraintMaker（中間綠框中的部分）
兩邊的看完了，接下來我們來看一下中間的部分，也就是MASConstraintMaker類。該類就是一個工廠類，負責(zé)創(chuàng)建MASConstraint類型的對象（依賴于MASConstraint接口，而不依賴于具體實現(xiàn)）。在UIView的View+MASAdditions類目中就是調(diào)用的MASConstraintMaker類中的一些方法。上述我們在使用Masonry給subView添加約束時，mas_makeConstraints方法中的Block的參數(shù)就是MASConstraintMaker的對象。用戶可以通過該Block回調(diào)過來的MASConstraintMaker對象給View指定要添加的約束以及該約束的值。該工廠中的constraints屬性數(shù)組就記錄了該工廠創(chuàng)建的所有MASConstraint對象。
Masonry框架中的核心類以及類目間的關(guān)系就介紹完了，下方就是核心類和類目的類圖。下方將會逐步的窺探其代碼實現(xiàn)。
View+MASAdditions源碼解析
我們先對UIView的公共類目View+MASAdditions中的源碼進行解析，也就是對應(yīng)著上方紅框中的部分。用戶是通過 View+MASAdditions中的東西來為View添加約束的，View+MASAdditions也就是Masonry框架與外界交互的通道。該部分主要對View+MASAdditions源碼進行解析，先介紹其成員屬性，然后介紹主要的方法。進入該部分的主題。
- View+MASAdditions主要成員屬性及getter方法
下方截圖中是View+MASAdditions類目中的部分成員屬性，其他的也與下方類似，這些屬性都是MASViewAttribute類型的。以下方的mas_left成員屬性為例，因為MASViewAttribute是View與NSLayoutAttribute的合體，所以mas_left就代表著當前View的NSLayoutAttributeLeft屬性，也就是mas_left存儲的是當前View的NSLayoutAttributeLeft屬性。同理，mas_top就代表著當前View的NSLayoutAttributeTop屬性，其他成員屬性也是一樣。
通過上述成員屬性所對應(yīng)的getter方法，我們可以對其中所存儲的內(nèi)容一目了然。下方是mas_left、mas_top和mas_right成員屬性所對應(yīng)的getter方法，其中所做的事情就是對MASViewAttibute進行實例化，在實例化時指定當前視圖所對應(yīng)的LayoutAttribute。也就是mas_left = self + NSLayoutAttributeLeft, mas_top = self +NSLayoutAttributeTop, 當然此處的self就代表當前視圖。
- mas_makeConstraints方法解析
上面在介紹類圖的時候也提到了，用戶是通過調(diào)用mas_makeConstraints方法來為當前視圖添加約束的。下方代碼就是mas_makeConstraints函數(shù)的代碼實現(xiàn)，根據(jù)個人理解，對每行代碼進行了中文注釋,接下來我們來好好的看一下該函數(shù)的結(jié)構(gòu).mas_makeConstraints方法的返回值是一個數(shù)組（NSArray）,數(shù)組中所存放的就是當前視圖中所添加的所有約束。因為Masonry框架對NSLayoutConstraint封裝成了MASViewConstraint，所有此處數(shù)組中存儲的是MASViewConstraint對象。
接下來來看mas_makeConstraints的參數(shù)，mas_makeConstraints測參數(shù)是一個類型為void(^)(MASConstraintMaker *)的匿名Block（也就是匿名閉包），該閉包的返回值為Void, 并且需要一個MASConstraintMaker工廠類的一個對象。該閉包的作用就是可以讓mas_makeConstraints方法通過該block給MASConstraintMaker工廠類對象中的MAConstraint屬性進行初始化。請參加下方block的使用。
在mas_makeConstraints方法體中，首先將當前View的translatesAutoresizingMaskIntoConstraints屬性設(shè)置成No, 然后創(chuàng)建了一個MASConstraintMaker工廠類對象constraintMaker，然后通過block將constraintMaker對象回調(diào)給用戶讓用戶對constraintMaker中的MAConstraint類型的屬性進行初始化。換句話說block中所做的事情就是之前用戶設(shè)置約束是所添加的代碼，比如make.top(@10) == ( constraintMaker.top = 10 )。最后調(diào)用constraintMaker的install方法對用戶指定的約束進行安裝。
- mas_updateConstraints與mas_remakeConstraints函數(shù)的解析
這兩個函數(shù)內(nèi)部的實現(xiàn)與mas_makeConstraints類似，就是多了一個屬性的設(shè)置。mas_updateConstraints中將constraintMaker中的updateExisting設(shè)置為YES, 也就是說當添加約束時要先檢查約束是否已經(jīng)被安裝了，如果被添加了就更新，如果沒有被添加就添加。而mas_remakeConstraints中所做的事情是將removeExisting屬性設(shè)置成YES, 表示將當前視圖上的舊約束進行移除，然后添加上新的約束。
- mas_closestCommonSuperview方法解析
mas_closestCommonSuperview方法負責(zé)計算出兩個視圖的公共父視圖，這個類似求兩個數(shù)字的最小公倍數(shù)。下方的代碼就是尋找兩個視圖的公共父視圖，當然是最近的那個公共父視圖。如果找到了就返回，如果找不到就返回nil。尋找兩個視圖的公共父視圖對于約束的添加來說是非常重要的，因為相對的約束是添加到其公共父視圖上的。比如舉個列子 viewA.left = viewB.right + 10, 因為是viewA與viewB的相對約束，那么約束是添加在viewA與viewB的公共父視圖上的，如果viewB是viewA的父視圖，那么約束就添加在viewB上從而對viewA起到約束作用。
四、解析約束工廠類MASConstraintMaker
上一個部分我們分析了View+MASAdditions類目，在該類目中主要使用到了約束的工廠類MASConstraintMaker，接下我們就來窺探一下MASConstraintMaker中的內(nèi)容。MASConstraintMaker之所以成為約束工廠類，因為MASConstraintMaker賦值創(chuàng)建NSLayoutConstraint對象，因為Masonry將NSLayoutConstraint類進一步封裝成了MASViewConstraint，所以MASConstraintMaker是負責(zé)創(chuàng)建MASViewConstraint的對象，并調(diào)用MASViewConstraint對象的Install方法將該約束添加到相應(yīng)的視圖中。
- MASConstraintMaker中的核心公有屬性。
下方截圖是MASConstraintMaker中的部分屬性，可以看出下方的屬性都是MSAConstriant類型，MSAConstriant是抽象類，所以下方成員變量存儲的實質(zhì)上是MSAConstriant子類MASViewConstraint的對象。MASConstraintMaker就負責(zé)對MASViewConstraint進行實例化。一句話解釋MASViewConstraint，MASViewConstraint = View + NSLayoutConstraint + Install。稍后會給出MASViewConstraint具體技術(shù)細節(jié)的實現(xiàn)。在MASConstraintMaker還有一個私有數(shù)組constraints，該數(shù)組就用來記錄以及創(chuàng)建的Constraint對象。
- MASConstraintMake中的工廠方法解析
工廠類肯定有工廠方法，接下來我們來介紹MASConstraintMaker中的工廠方法方法，上面每個MASConstraint類型的屬性都對應(yīng)一個getter方法，在getter方法中都會調(diào)用addConstraintWithLayoutAttribute方法，而addConstraintWithLayoutAttribute會調(diào)用第二個截個圖中的方法，而截圖中的這個方法就是MASConstraintMaker工廠類的工廠方法，根據(jù)提供的參數(shù)創(chuàng)建MSAViewConstraint對象，如果該函數(shù)的第一個參數(shù)不為空的話就會將新創(chuàng)建的MSAViewConstraint對象與參數(shù)進行合并組合成MASCompositeConstraint類（MASCompositeConstraint本質(zhì)上是MSAViewConstraint對象的數(shù)組）的對象。
下方就是MASConstraintMaker工廠類的工廠方法，負責(zé)創(chuàng)建MASConstraint類的對象。下方的方法可以創(chuàng)建MASCompositeConstraint和MASViewConstraint對象，上面也說了，MASCompositeConstraint對象就是MASViewConstraint對象的數(shù)組。下方創(chuàng)建完MASConstraint類的相應(yīng)的對象后，會把該創(chuàng)建的對象添加進MASConstraintMaker工廠類的私有constraints數(shù)組，來記錄該工廠對象創(chuàng)建的所有約束。newConstraint.delegate = self; 這句話是非常重要的，由于為MASConstraint對象設(shè)置了代理，所以才支持鏈式調(diào)用（例如：maker.top.left.right.equalTo(@10)）。
關(guān)于鏈式調(diào)用咱就以maker.top.left.right為例。此處的maker, 就是我們的MASConstraintMaker工廠對象，maker.top會返回帶有NSLayoutAttributeTop屬性的MASViewConstraint類的對象，我們先做一個轉(zhuǎn)換：newConstraint = maker.top。那么maker.top.left 等價于newConstraint.left，需要注意的是此刻調(diào)用的left方法就不在是我們工廠MASConstraintMaker中的left的getter方法了，而是被換到MASViewConstraint類中的left屬性的getter方法了。給newConstraint設(shè)置代理就是為了可以在MASViewConstraint類中通過代理來調(diào)用MASConstraintMaker工廠類的工廠方法來完成創(chuàng)建。下方代碼如果沒有newConstraint.delegate = self;代理的設(shè)置的話，那就不支持鏈式調(diào)用。
說了這么多，總結(jié)一下，如果你調(diào)用maker.top, maker.left等等這些方法都會調(diào)用下方的工廠方法來創(chuàng)建相應(yīng)的MASViewConstraint對象，并記錄在工廠對象的約束數(shù)組中。之所以能鏈式調(diào)用，就是講當前的工廠對象指定為MASViewConstraint對象的代理，所以一個MASViewConstraint對象就可以通過代理來調(diào)用工廠方法來創(chuàng)建另一個新的MASViewConstraint對象了，此處用到了代理模式。
- 工廠類中的install方法
雖然我們將MASConstraintMake視為工廠類，不過該工廠類的功能不僅僅創(chuàng)建MASConstraint的對象，還負責(zé)調(diào)用MASConstraint對象的install方法來將相應(yīng)的約束安裝到想要的視圖上。在MASConstraintMake類中的install方法就是遍歷工廠對象所創(chuàng)建所有約束對象并調(diào)用每個約束對象的install方法來進行約束的安裝。下方就是該工廠類中的install方法。
在安裝約束時，如果self.removeExisting == Yes, 那么用戶就通過mas_remakeConstraints方法調(diào)用的install方法，就先將原來的約束進行移除掉，然后添加上新的約束。在安裝約束時，將updateExisting賦值給每個約束，每個約束在調(diào)用本身的install方法時會判斷是否更新。下方就是MASConstraintMake的install方法的實現(xiàn)和注釋。
解析MASViewConstraint
MASConstraintMaker工廠類所創(chuàng)建的對象實質(zhì)上是MASViewConstraint類的對象。而MASViewConstraint類實質(zhì)上是對MASLayoutConstraint的封裝，進一步說MASViewConstraint負責(zé)為MASLayoutConstraint構(gòu)造器組織參數(shù)并創(chuàng)建MASLayoutConstraint的對象，并將該對象添加到相應(yīng)的視圖中。接下來我們將對MASViewConstraint類中的內(nèi)容進行解析。
- MASViewConstraint的對象鏈式調(diào)用探索
MASViewConstraint的對象是支持鏈式調(diào)用的，比如constraint.top.left.equalTo(superView).offset(10); 上面的這種方式就是鏈式調(diào)用，而且像equalTo(superView)這種形式也不是Objective-C中函數(shù)調(diào)用的方式，在Objective-C中是通過[]來調(diào)用函數(shù)的，而此處使用了()。接下來講分析這種鏈式的調(diào)用是如何實現(xiàn)的。
在MASViewConstraint類中的left, top等約束的getter方法都會調(diào)用下方的這個方法，而這個方法中所做的事情就是通過代理來調(diào)用工廠中的工廠方法來根據(jù)LayoutAttribute創(chuàng)建相應(yīng)的MASConstraint對象。
而像offset(10)這種調(diào)用方式是如何實現(xiàn)的呢？我們知道在OC中是不能通過小括號來調(diào)用方法的，那邊閉包是可以的，不過offset()不是一個簡單的閉包。在offset()的代碼分析后我們不難發(fā)現(xiàn)offset() = offset + (); offset的代碼實現(xiàn)方式如下。offset是一個getter方法的名，offset函數(shù)的返回值是一個匿名Block, 也就是offset后邊的()。這個匿名閉包有一個CGFloat的參數(shù)，為了支持鏈式調(diào)用該匿名閉包返回一個MASConstraint的對象。
- install方法解析
MASViewConstraint中install方法負責(zé)創(chuàng)建MASLayoutConstraint對象，并且將該對象添加到相應(yīng)的View上。下方代碼就是install中根據(jù)MASViewConstraint所收集的參數(shù)來創(chuàng)建NSLayoutConstraint對象，下方的MASLayoutConstraint其實就是NSLayoutConstraint的別名。下方就是調(diào)用系統(tǒng)的NSLayoutConstraint為創(chuàng)建相應(yīng)的約束對象，下方的構(gòu)造器與第一部分中的NSLayoutConstraint一致。
創(chuàng)建完約束對象后，我們要尋找該約束添加到那個View上。下方的代碼段就是獲取接收該約束對象的視圖。如果是兩個視圖相對約束，就獲取兩種的公共父視圖。如果添加的是Width或者Height，那么久添加到當前視圖上。如果既沒有指定相對視圖，也不是Size類型的約束，那么就將該約束對象添加到當前視圖的父視圖上。代碼實現(xiàn)如下：
創(chuàng)建完約束對象，并且找到承載約束的視圖后，接下來就是將該約束添加到該視圖上。子啊添加約束是我們要判斷是不是對約束的更新，如果是對約束的更新的話就先獲取已經(jīng)存在的約束并對該約束進行更新，如果被更新的約束不存在就進行添加。添加成功后我們將通過mas_installedConstraints屬性記錄一下本安裝的約束。mas_installedConstraints是通過運行時為UIView關(guān)聯(lián)的一個NSMutable類型的屬性，用來記錄約束該視圖的所有約束。
- UIView的私有類目UIView+MASConstraints
在MASViewConstraint中定義了一個UIView的私有類目UIView+MASConstraints，該類目的功能為UIView通過運行時來關(guān)聯(lián)一個NSMutableSet類型的mas_installedConstraints屬性。該屬性中記錄了約束該View的所有約束。代碼實現(xiàn)如下。
