Swift之优化UITableViewCell高度计算

"最近在想着怎么提高自己的iOS技能，不断的阅读别人的blog。发现读完了不练手很快又忘掉了，练手吧又不知道从何处下手。所以就想着看看别人写的库是怎么实现的，体量比较大的看起来很费劲，影响士气。那就从体量比较小的看起。"

UITableView应该是iOS非常常用的一个组件，学过iOS都会用，但是用好它却并不是那么easy 。不恰当的使用往往会造成掉帧引起界面卡顿。

关于界面上图像的显示原理，卡顿造成的原因之类的可以看这篇，iOS 保持界面流畅的技巧 , YY大神是用异步渲染的技术使界面流程，目前还看不懂。。😂，但是那些成像和卡顿的原理还是值得好好看看的。

如果你是因为圆角阴影太多等问题引起的，可以看iOS 高效添加圆角效果实战讲解。

上面都不是重点，重点是由于系统会多次重复计算TableviewCell的高度

关于UITableViewCell怎样设置高度以及对性能影响的详细描述请直接戳优化UITableViewCell高度计算的那些事

上面那个文章一定要读，是百度大神sunnyxx 写的(虽然现在已经离开百度了)。大神详细讲述了UITableViewCell计算的各种方式以及会有哪些性能问题，并且写了一个开源库解决了问题，提高了UITableView滑动的流畅性。开源库地址：UITableView+FDTemplateLayoutCell，作者写那篇文章的时候那个库的版本是1.2，现在已经1.5了。

本文带大家详细探索那篇文章所对应的库(1.2版)。并实现一个swift版本的库。(选择他主要是因为简短，也尝试去看过YY大神的库，各种看不懂最后只好先搁置了。。)

有些人会问，别人已经有了为啥还要再实现一遍，OC和Swift不是可以桥接么直接用就行了。我想说用swift实现主要是想理解作者的每行代码的含义，作者的思想，以及对应swift中的实现方式。（OC和swift还是有挺多区别的），理解了库的每行代码，自己使用也放心，自己实现了一个以后有什么别的需求自己直接可以改自己这版代码，掌握了他的思想，可以类比写出别的比较好用的库。（一举多得还不好好看源码?）

这个库能干啥，就是利用缓存tableviewcell的高度提高滑动的流畅性，我用了 sunnyxx 原有的数据，添加了很多emoj表情在自己实现的swift版上做了测试。（不加很多emoj，简短的文字缓存和不缓存基本都没秒60帧没啥区别）

结果是缓存的基本在每秒50多帧，没缓存的会掉到二十几甚至十几帧。（ YY大神的异步渲染估计可以保持在60帧）

下面放两副截图：（测试必须在真机上运行，模拟器上没有GPU，是CPU模拟的都会掉帧看不到效果）

没有缓存拖动过程截图

缓存后拖动过程截图

那个FPS是自己写的一个view利用CADisplayLink 实现的，感兴趣的可以看源码，模仿YY大神库中的一个类。

界面绘制大量emoj的时候一般都会有卡顿，尤其适用autolayout 每次计算，我们缓存了cell高度后可以缓解这样的问题。

下面来进入正题，看下实现思路，其实如果你看了这篇文章，你已经知道了实现思路优化UITableViewCell高度计算的那些事

主要是利用Runloop在空闲状态下后台计算tableviewcell的高度并缓存起来。然后在使用的时候就直接从缓存中去，这里都放在一个数组里存在内存。

对Runloop以及几个mode不懂的可以看sunnyxx blog中的视频视频可戳，文章的话可以看看深入理解RunLoop 、【iOS程序启动与运转】- RunLoop个人小结

如果你耐着性子把上面的连接都看了，你再看sunnyxx blog中的解释应该就不会晕了。其实就是在kCFRunLoopDefaultMode模式下BeforWaitting状态去执行计算的。

下面来探究源码。首先在UITableView+FDTemplateLayoutCell 下载源码，下载1.2版本。 1.5版本没有用Runloop实现。

然后你得到的库就两个文件（在swift中就只有一个啦）。

大概看了下，.m文件只有500行。

PS：只要跟着看，肯定可以看懂，后面还有很多干货

看下作者的实现思路：（从上往下看）
1、创建了一个_FDTemplateLayoutCellHeightCache类，就是管理Cache的一个类，里面有两个属性四个方法。

属性：

sections 这个变量就是用来存储缓存的height的一个二维数组。（因为tableview有section和row组成所以必须二维）

_FDTemplateLayoutCellHeightCacheAbsentValue 这个是一个静态常量，就是用来标记没有缓存高度row 。 <br>

方法：

buildHeightCachesAtIndexPathsIfNeeded:indexPaths

这个方法传入indexPaths数组来给sections中还没有初始化的元素进行初始化 hasCachedHeightAtIndexPath:indexPath 根据下标索引判断是否有缓存（其实就是判断是否等于上面那个静态常量） cacheHeight:height:byIndexPath 根据indexPath给sections赋值。 cachedHeightAtIndexPath:indexPath 根据indexPath取值这个类主要操作和存储缓存的。看看swift中的实现方法。

class ZZTemplateLayoutCellHeightCache:NSObject,NSCopying{

    var sections:[[CGFloat]] = []

    func copyWithZone(zone: NSZone) -> AnyObject {
        let theCopy = ZZTemplateLayoutCellHeightCache()
        theCopy.sections = self.sections
        return theCopy
    }

    // 标记没有被cache的值
    static let ZZTemplateLayoutCellHeightCacheAbsentValue:CGFloat = -1

    /**
     初始化Height缓存数组 对每个元素做标记

     - parameter indexPaths: indexPaths数组
     */
    func buildHeightCachesAtIndexPathsIfNeeded(indexPaths:[NSIndexPath]){
        guard indexPaths.count > 0 else { return }
        indexPaths.forEach { (indexPath) -> () in
            //如果section 数组里面还没有 创建一个对象的空数组
            if indexPath.section >= self.sections.count{
                self.sections.insert([], atIndex: indexPath.section)
            }

            var rows = self.sections[indexPath.section]
            //如果对应的row不存在 创建一个并标记为没有被cache
            if indexPath.row >= rows.count {
                rows.insert(ZZTemplateLayoutCellHeightCache.ZZTemplateLayoutCellHeightCacheAbsentValue, atIndex: indexPath.row)
            }
            self.sections[indexPath.section] = rows
        }

    }

    /**
     indexPath是否已经被缓存

     - parameter indexPath: indexPath

     - returns: Bool
     */
    func hasCachedHeightAtIndexPath(indexPath:NSIndexPath)->Bool{

        self.buildHeightCachesAtIndexPathsIfNeeded([indexPath])
        return self.sections[indexPath.section][indexPath.row] != ZZTemplateLayoutCellHeightCache.ZZTemplateLayoutCellHeightCacheAbsentValue

    }

    /**
     缓存高度

     - parameter height:    高度
     - parameter indexPath: indexPath索引
     */
    func cacheHeight(height:CGFloat,byIndexPath indexPath:NSIndexPath){

        self.buildHeightCachesAtIndexPathsIfNeeded([indexPath])
        self.sections[indexPath.section][indexPath.row] = height

    }

    /**
     获取已经缓存的height

     - parameter indexPath: indexPath索引

     - returns: height
     */
    func cachedHeightAtIndexPath(indexPath:NSIndexPath)->CGFloat{
        self.buildHeightCachesAtIndexPathsIfNeeded([indexPath])
        return self.sections[indexPath.section][indexPath.row]
    }
}

比他多写了个copyWithZone: 由于要赋值需要实现NSCopying协议。

接着往下看，他写了个UITableView的扩展

看第一个方法

这个方法主要是通过你传入的一个identifier(就是复用的id)获取cell

第一句是这样的

NSMutableDictionary *templateCellsByIdentifiers = objc_getAssociatedObject(self, _cmd);

OC中的 _cmd 代表的就是本方法，objc_getAssociatedObject 获取一个关联对象的属性，其实在swift中我们可以直接给系统已有的类添加属性

比如这个方法中的cell还有个属性 fd_isTemplateLayoutCell 我们实现一个swift版的

extension UITableViewCell{
    //在私有嵌套 struct 中使用 static var，这样会生成我们所需的关联对象键，但不会污染整个命名空间。
    private struct AssociatedKeys{
        static var zz_isTemplateLayoutCell = "zz_isTemplateLayoutCell"
    }

    ///扩展 添加属性 是否为临时布局的cell
    var zz_isTemplateLayoutCell:Bool? {
        set{
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_isTemplateLayoutCell,newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC)
        }
        get{
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_isTemplateLayoutCell) as? Bool
        }
    }
}

参考这篇文章 Swift & the Objective-C Runtime
更多Runtime知识扩展阅读：Objective-C Runtime
Objective-C Runtime 1小时入门教程

懂了这些东西，我们就可以把他所有用_cmd和OC版本蹩脚的属性加上去，用我们比较优美的方式。

extension UITableView{

    private struct AssociatedKeys{
        static var zz_debugLogEnabled = "zz_debugLogEnabled"
        static var zz_chc = "zz_chc"
        static var zz_tmpCellForReuseId = "zz_tmpCellForReuseId"
        static var zz_autoCacheInvalidationEnabled = "zz_autoCacheInvalidationEnabled"
        static var zz_precacheEnabled = "zz_precacheEnabled"
    }

    /// 扩展 添加属性 是否在debug的情况下打印
    var zz_debugLogEnabled:Bool? {
        set{
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_debugLogEnabled,newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC)
        }
        get{
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_debugLogEnabled) as? Bool
        }
    }


    private var zz_chc:ZZTemplateLayoutCellHeightCache?{
        set{
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_chc,newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC)
        }
        get{
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_chc) as? ZZTemplateLayoutCellHeightCache
        }
    }

    private var zz_tmpCellForReuseId:[String:UITableViewCell]?{
        set{
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_tmpCellForReuseId,newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC)
        }
        get{
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_tmpCellForReuseId) as? [String:UITableViewCell]
        }
    }

    var zz_autoCacheInvalidationEnabled:Bool?{
        set{
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_autoCacheInvalidationEnabled,newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC)
        }
        get{
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_autoCacheInvalidationEnabled) as? Bool
        }
    }

    var zz_precacheEnabled:Bool?{
        set{
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_precacheEnabled,newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC)
        }
        get{
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.zz_precacheEnabled) as? Bool
        }
    }
}

然后那个通过id获取cell的方法在swift中的实现就没那么长了，很简短的。

 /**
     根据identifier获取UITableViewCell

     - parameter identifier: identifier

     - returns: UITableViewCell
     */
    func zz_templateCellForReuseIdentifier(identifier:String)->UITableViewCell{
        assert(identifier.characters.count>0, "需要一个正确的identifier - \(identifier)")

        if zz_tmpCellForReuseId == nil {
            zz_tmpCellForReuseId = [:]
        }
        var templateCell = zz_tmpCellForReuseId![identifier]
        if templateCell == nil{

            templateCell = self.dequeueReusableCellWithIdentifier(identifier)
            assert(templateCell != nil, "cell必须已经用identifier注册过: - \(identifier)")
            templateCell!.zz_isTemplateLayoutCell = true
            zz_tmpCellForReuseId![identifier] = templateCell
            self.zz_debugLog("cell布局已经创建: - \(identifier)")
        }

        return templateCell!
    }

我们在使用这个库的时候回传入identifier ，库里面的通过这个方法来获取cell。

然后他提供了一个方法用来获取上面管理Cache的_FDTemplateLayoutCellHeightCache的对象。 fd_cellHeightCache

由于我们给他也添加了属性，所以我们这个方法也异常的简单

/**
     返回ZZTemplateLayoutCellHeightCache的一个实例对象 如果已经存在直接获取

     - returns: ZZTemplateLayoutCellHeightCache对象
     */
    func zz_cellHeightCache()->ZZTemplateLayoutCellHeightCache{
        if zz_chc == nil{
            zz_chc = ZZTemplateLayoutCellHeightCache()
        }
        return self.zz_chc!
    }

接下来就是他写的几个属性，我们上面用优美的方式写过了，可以无视

下面又是一个分类，（这个是重点计算高度，调用缓存管理方法的分类）

这个里面的方法在他blog中也有提到就是在NSDefaultRunLoopMode下当状态将要进入休眠的时候把计算方法分解成多个RunLoop Source任务（source0）

- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(NSArray *)array;

这个方法将创建一个 Source 0 任务，分发到指定线程的 RunLoop 中，在给定的 Mode 下执行，若指定的 RunLoop 处于休眠状态，则唤醒它处理事件.

下面来看看swift中的实现；

// MARK: - cell的预缓存
extension UITableView{

    private func zz_precacheIfNeeded(){

        if let pe = self.zz_precacheEnabled where !pe {
            return
        }
        guard let delegate = self.delegate else { return }

        if !delegate.respondsToSelector(Selector("tableView:heightForRowAtIndexPath:")){
            return
        }

        let runLoop = CFRunLoopGetCurrent()
        //一个空闲的Runloop ，当页面滚动时会切换到"UITrackingRunLoopMode"
        let runLoopMode = kCFRunLoopDefaultMode

        // 收集所有被缓存过的index paths
        var mutableIndexPathsToBePrecached = self.zz_allIndexPathsToBePrecached()

        let observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(kCFAllocatorDefault, CFRunLoopActivity.BeforeWaiting.rawValue, true, 0) { (observer, _) -> Void in
            // 所有预缓存任务完成的时候 移除Observer
            if mutableIndexPathsToBePrecached.count == 0{
                CFRunLoopRemoveObserver(runLoop, observer, runLoopMode)
                return
            }

            // 取出第一个indexPath作为此Runloop迭代的任务
            let indexPath = mutableIndexPathsToBePrecached.first
            mutableIndexPathsToBePrecached.removeFirst()
//            这个方法将创建一个 Source 0 任务，分发到指定线程的 RunLoop 中，在给定的 Mode 下执行，若指定的 RunLoop 处于休眠状态，则唤醒它处理事件
            self.performSelector("zz_precacheIndexPathIfNeeded:", onThread: NSThread.mainThread(), withObject: indexPath, waitUntilDone: false, modes: [NSDefaultRunLoopMode])
        }

        CFRunLoopAddObserver(runLoop, observer, runLoopMode)

    }


    /**
     如果没有缓存的话 就缓存高度

     - parameter indexPath: indexpath
     */
    func zz_precacheIndexPathIfNeeded(indexPath:NSIndexPath){
        guard let delegate = self.delegate else { return }
        if !self.zz_cellHeightCache().hasCachedHeightAtIndexPath(indexPath){
            let height = delegate.tableView!(self, heightForRowAtIndexPath: indexPath)
            self.zz_cellHeightCache().cacheHeight(height, byIndexPath: indexPath)
            self.zz_debugLog("Precached - \(indexPath.section) , \(indexPath.row) , \(height)")
        }
    }

    /**
     获取所有需要被缓存的indexPath

     - returns: [indexpath]
     */
    func zz_allIndexPathsToBePrecached()->[NSIndexPath]{

        var allIndexPaths:[NSIndexPath] = []
        for section in 0..<self.numberOfSections{
            for row in 0..<self.numberOfRowsInSection(section){

                print("section is :\(section) , row is :\(row) ")
                let indexPath = NSIndexPath(forRow: row, inSection: section)
                if !self.zz_cellHeightCache().hasCachedHeightAtIndexPath(indexPath){
                    allIndexPaths.append(indexPath)
                }

            }
        }
        return allIndexPaths
    }

}

注释很清楚，主要逻辑就是先通过遍历所有section和row找到还没有缓存的row，然后加入到待缓存数组，创建一个observer去监听Runloop的状态，如果空闲了去创建source0任务，执行计算方法并缓存起来。如果预缓存任务完成了就把监听的Observer移除了。（说的挺清楚了，有啥问题可以讨论）

下面又是一个扩展

这个分类看起来比较长，其实也是个纸老虎。（大多数都是同理的代码）

因为我们会有一些操作导致cell的改变，所以这里作者要保证在每次cell改变的时候把sections数组改掉，然后如果新增或者修改了需要重新计算高度。用到了methodSwizzle 黑魔法，索性我前面提到的blog也给出了swift中方法替换的实现方法。

这里作者把swizzle放在了UITableView的load类方法中，在swift中我们需要重写initialize

所以这里的实现方式如下：

    /**
      相当于 oc中的load类方法 在方法加载的第一时间执行
     */
    public override class func initialize() {

        // 所有有可能要修改height缓存的方法
        let selectors = [
                            Selector("reloadData"),
                            Selector("insertSections:withRowAnimation:"),
                            Selector("deleteSections:withRowAnimation:"),
                            Selector("reloadSections:withRowAnimation:"),
                            Selector("moveSection:toSection:"),
                            Selector("insertRowsAtIndexPaths:withRowAnimation:"),
                            Selector("deleteRowsAtIndexPaths:withRowAnimation:"),
                            Selector("reloadRowsAtIndexPaths:withRowAnimation:"),
                            Selector("moveRowAtIndexPath:toIndexPath:")
                        ]

        // 对所有method转换成我们自己写的method
        for index in 0..<selectors.count{

            let originalSelector = selectors[index]
            let swizzledSelector = NSSelectorFromString("zz_\(NSStringFromSelector(originalSelector))")

            let originalMethod = class_getInstanceMethod(self, originalSelector)
            let swizzledMethod = class_getInstanceMethod(self, swizzledSelector)

            let didAddMethod = class_addMethod(self, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod))

            if didAddMethod {
                class_replaceMethod(self, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod))
            } else {
                method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
            }

        }

    }

把所有可能改变indexPath的方法抓出来然后遍历替换掉。下面就写上自己的方法

    func zz_reloadData(){
        if let zz_auto = self.zz_autoCacheInvalidationEnabled where zz_auto{
            self.zz_cellHeightCache().sections.removeAll()
        }
        self.zz_reloadData()
        self.zz_precacheIfNeeded()
    }

    func zz_insertSections(sections: NSIndexSet, withRowAnimation animation: UITableViewRowAnimation){
        if let zz_auto = self.zz_autoCacheInvalidationEnabled where zz_auto {
            sections.forEach({ (index) -> () in
                self.zz_cellHeightCache().sections.insert([], atIndex: index)
            })
        }

        self.zz_insertSections(sections, withRowAnimation: animation)
        self.zz_precacheIfNeeded()
    }

    func zz_deleteSections(sections: NSIndexSet, withRowAnimation animation: UITableViewRowAnimation){

        if let zz_auto = self.zz_autoCacheInvalidationEnabled where zz_auto {
            sections.forEach({ (index) -> () in
                self.zz_cellHeightCache().sections.removeAtIndex(index)
            })
        }
        self.zz_deleteSections(sections, withRowAnimation: animation)
    }

这里就放了三分方法例子，其他的看源码，地址在文尾。

貌似一切都准备的差不多了，下面就是留给外界使用者调用的方法了

// MARK: - [Public] 提供给外部的方法
extension UITableView{
    /**
     计算获得height

     - parameter identifier:    id
     - parameter configuration: configuration

     - returns: height
     */
    func zz_heightForCellWithIdentifier(identifier:String,configuration:((cell:UITableViewCell)->())?)->CGFloat{
        // 通过id获取一个cell
        let cell = self.zz_templateCellForReuseIdentifier(identifier)
        //手动调用已确保和屏幕上显示的保持一致
        cell.prepareForReuse()
        configuration?(cell: cell)

        //手动添加一个约束 确保动态内容 如label
        let tempWidthConstraint = NSLayoutConstraint(item: cell.contentView,
            attribute: NSLayoutAttribute.Width,
            relatedBy: NSLayoutRelation.Equal,
            toItem: nil,
            attribute: NSLayoutAttribute.NotAnAttribute,
            multiplier: 1.0,
            constant: CGRectGetWidth(self.frame))

        cell.contentView.addConstraint(tempWidthConstraint)

        // 算出size
        let fittingSize = cell.contentView.systemLayoutSizeFittingSize(UILayoutFittingCompressedSize)
        // 移除约束
        cell.contentView.removeConstraint(tempWidthConstraint)

        return fittingSize.height
    }

    /**
     供外界使用的方法 提供了高度的缓存

     - parameter identifier:    identifier
     - parameter indexPath:     indexPath
     - parameter configuration: 供外部使用的闭包
     - returns: Height
     */
    func zz_heightForCellWithIdentifier(identifier:String,cacheByIndexPath indexPath:NSIndexPath,configuration:((cell:UITableViewCell)->())?)->CGFloat{

        if self.zz_autoCacheInvalidationEnabled == nil{
            self.zz_autoCacheInvalidationEnabled = true
        }

        if self.zz_precacheEnabled == nil{
            self.zz_precacheEnabled = true
        }
        print("cache : \(indexPath.section) , \(indexPath.row)")
        // 如果存在缓存 从缓存中返回
        if self.zz_cellHeightCache().hasCachedHeightAtIndexPath(indexPath){
            self.zz_debugLog("cache : \(indexPath.section) , \(indexPath.row) , \(self.zz_cellHeightCache().cachedHeightAtIndexPath(indexPath))")
            return self.zz_cellHeightCache().cachedHeightAtIndexPath(indexPath)
        }

        //计算 
        let height = self.zz_heightForCellWithIdentifier(identifier, configuration: configuration)

        self.zz_debugLog("计算出的cache cache : \(indexPath.section) , \(indexPath.row) , \(height)")

        //缓存
        self.zz_cellHeightCache().cacheHeight(height, byIndexPath: indexPath)

        return height
    }

}

第一个方法是手动计算然后缓存，第二个方法是先从缓存中取，如果没有再调手动计算的方法。

然后外界使用的时候只需要这样就已经给tableview计算height加上了缓存

 func tableView(tableView: UITableView, heightForRowAtIndexPath indexPath: NSIndexPath) -> CGFloat {

        return tableView.zz_heightForCellWithIdentifier(String(ZZFeedCell), cacheByIndexPath: indexPath, configuration: { (cell) -> () in
            guard let cell = cell as? ZZFeedCell else { return }
            cell.entity = self.feedEntitySections[indexPath.section][indexPath.row]
        })

    }

总算读完了一个库，虽然小，但是是一个好的开端。

看源码，看源码。地址：github地址

有什么问题在底下交流。效果图上面已经放出，大家可以下载github上的源码，在真机上运行，如果swift项目中有想使用的只需要把下图中文件copy到你的项目中就可以了

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