層次

Core Animation是不會修改CALayer的屬性的，它維護了三個平行的layer層次結構: model tree(模型層樹)、presentation tree（表示層樹）、rendering tree(渲染樹).模型層反應了我們能直接看到的layer的狀態(tài)，表示層是動畫正在表現的狀態(tài)的近似值，渲染層對Core Animation是私有的。

隱式動畫

當我們修改CALayer的那些Animatable的屬性時，會產生一個隱式動畫，這個動畫是從- (nullable id<CAAction>)actionForKey:(NSString *)event方法中返回的，一般會是一個CAAnimation對象。
是的，CAAnimation遵守了CAAction協議。

這個方法的查找順序是：

1. 調用代理(如果有)的-actionForLayer:forKey:方法
2. 從layer的actions字典中查找
3. 從style字典中查找actions字典來獲取
4. 調用+defaultActionForKey:來獲取

查找返回的結果：

1. 返回NSNull, 停止查找
2. 返回nil，繼續(xù)往下查找
3. 返回一個CAAnimation對象，來執(zhí)行動畫

NSNull也遵守CAAction協議:

// CALayer.h中
/** NSNull protocol conformance. **/
@interface NSNull (CAActionAdditions) <CAAction>
@end

如果我們自定義一個Layer，也可讓自己定義的屬性在被更改時產生隱式動畫，只要重寫- (nullable id<CAAction>)actionForKey:(NSString *)event或者+defaultActionForKey:，返回一個適當的CAAnimatin即可。

另外，隱式動畫只存在于單獨的Layer (stand alone layer)，對于依附于UIView的Layer (backing layer)，可動畫屬性的改變不會造成隱式動畫。
這是因為UIView是CALayer的代理，當layer向代理詢問是否有id<CAAction>時，UIView總是返回null。

- (nullable id<CAAction>)actionForLayer:(CALayer *)layer forKey:(NSString *)event {
    return [NSNull null];
}

保持動畫后狀態(tài)

保持動畫完成后狀態(tài)的兩種方法:
一：設置removedOnCompletion 為NO，并設置fillMode 為kCAFillModeForward。
二：在addAnimation: 前將layer的屬性置為動畫后的屬性。

方法二性能優(yōu)于方法一，如果將已完成的動畫保持在 layer 上時，會造成額外的開銷，因為渲染器會去進行額外的繪畫工作。

對于backing layer，在添加動畫的前或后，將屬性修改到最終狀態(tài)都可以。

而對于stand alone layer，不能在添加顯式動畫后修改，因為修改屬性會帶來隱式動畫，這樣就會同時存在兩個動畫，在動畫的渲染時，同一個keyPath對應多個動畫，后添加的動畫(隱式動畫)值會覆蓋前者，會造成動畫不自然。

var myAnimation = CABasicAnimation(keyPath: "position.x")
myAnimation.fromValue = oldValue 
myAnimation.toValue = newValue
myAnimation.duration  = 1.0

// set layer's position to newValue before add explicit animations
layer.position.x = newValue.floatValue // now there is a new model value

layer.addAnimation(myAnimation, forKey: "move along X")

在添加動畫前和添加動畫后更新layer屬性值的對比：

before-vs-after.gif

具體可以閱讀:Multiple Animations。

我們也可以在更新屬性值時，使用CATransaction來禁用隱式動畫，達到和backing layer一樣的效果。

var myAnimation = CABasicAnimation(keyPath: "position.x")
myAnimation.fromValue = oldValue // still the current model value
// if you want to be explicit about the toValue you can set it here
myAnimation.duration  = 1.0

CATransaction.begin()
CATransaction.setDisableActions(true)
myLayer.position.x = newValue // now there is a new model value
CATransaction.commit()

myLayer.addAnimation(myAnimation, forKey: "move along X")

動畫的重用

addAnimation: 時layer 會拷貝一份動畫對象，之后動畫對象再發(fā)生改變，將不會影響原圖層的動畫。

[firstLayer addAnimation: animation];
animation.beginTime = CACurrentMediaTime() + 0.5;
[secondLayer addAnimation: animation];

對動畫開始時間的修改將只影響第二個圖層，這可以讓我們有效地重用動畫。

動畫的 additive 屬性為YES 時，動畫中屬性的值會疊加到modelLayer 上來產生presentationLayer ，也就是在原圖層屬性的基礎上加上動畫的屬性值，這樣動畫中可以不必考慮原圖層的具體屬性值。
例如一個左右移動的關鍵幀動畫:

CAKeyframeAnimation *animation = [CAKeyframeAnimation animation];
animation.keyPath = @"position.x";
animation.values = @[ @0, @10, @-10, @10, @0 ];
animation.duration = 0.4;
animation.additive = YES;
[layer addAnimation:animation forKey:@"shake"];

動畫中的屬性值，不需要帶入layer 的屬性去計算最左、最右和中間點的坐標，而是直接疊加在layer 的屬性上。這樣也有利于動畫的重用。

rotationMode

使用path 的關鍵幀動畫，可以設置rotationMode 為kCAAnimationRotateAuto 讓視圖根據角度旋轉。

rotationMode 為kCAAnimationRotateAuto

rotationMode 為nil

additive

一個鍵路徑(key path)上有多個動畫時，經常會讓整體動畫變得詭異莫測。因為在動畫的渲染過程中，同一的鍵路徑上添加的動畫，后者的值會覆蓋前者的。
而當這個動畫的addtive屬性為YES時，情況會有所改變，與上面說到的動畫值的覆蓋不同，一個addtive的動畫，會將值在原動畫的基礎上疊加，layer的model也會及時更新到新的值。

在一個動畫的執(zhí)行過程中，我們可以在任意時間點加一個addtive的動畫來改變整體的動畫。這可以讓我們的動畫更加動態(tài)化。
比如在一個視圖動畫的過程中產生了用戶交互，我們可以在交互發(fā)生時再增加一個addtive的動畫來反饋出交互的效果。

多個addtive動畫可以在同一鍵路徑上，實現一些比較復雜的效果，比如下面的動畫。

A repeating animation of one path (a circle) looping while following another path (a heart)

這樣的效果如果使用其他方式實現，可能會比較復雜。而使用addtive動畫，則可以輕松實現。

let followHeartShape = CAKeyframeAnimation(keyPath: "position")
followHeartShape.additive = true
followHeartShape.path     = heartPath
followHeartShape.duration = 5
followHeartShape.repeatCount     = HUGE
followHeartShape.calculationMode = "paced"

let circleAround = CAKeyframeAnimation(keyPath: "position")
circleAround.additive = true
circleAround.path     = circlePath
circleAround.duration = 0.275
circleAround.repeatCount     = HUGE
circleAround.calculationMode = "paced"

layer.addAnimation(followHeartShape, forKey: "follow a heart shape")
layer.addAnimation(circleAround,     forKey: "loop around")

CAMediaTimingFunction

CAMediaTimingFunction可以用來控制動畫的節(jié)奏。
在代碼中我們常使用[CAMediaTimingFunction functionWithName:]方法來使用一些系統封裝好的CAMediaTimingFunction實例。其中有：

1. linear：

• kCAMediaTimingFunctionLinear

2. easing:

• kCAMediaTimingFunctionEaseIn

• kCAMediaTimingFunctionEaseOut

• kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut

• kCAMediaTimingFunctionDefault

也有一些第三方庫（如RBBAnimation）提供了其他的easing效果方便使用。

此外, 我們還可以使用[CAMediaTimingFunction functionWithControlPoints:x1:y1:x2:y2]來創(chuàng)建自定義的timimgFunction，創(chuàng)建出來的函數是以貝塞爾曲線為模型，參數中提供兩個控制點的坐標。但是這樣創(chuàng)建出來的函數很難形象地看出曲線長什么樣子，可以通過CAMediaTimingFunction playground網站，輸出控制點得到最終的貝塞爾曲線：

或者使用他們提供的Mac AppTween-o-Matic, 也有類似的功能，還提供對應的Demo動畫效果：

自定義緩沖函數

如果想要自定義緩沖函數對CAMediaTimingFunction進行豐富或實現它不能實現的效果，可以參考自定義緩沖函數。一些第三方也是以按其中的方法進行封裝的。

參考資料：
Obj中國
卷首語
動畫解釋
Multiple Animations