图片加载框架的演进之路(一)基本功能的实现

平时我们在开发的过程中基本都是用的第三方图片的加载框架:Glide、Fresco等等,如果进一步的学习,想去对图片加载框架一探究竟,我们回去了解它们的源码,了解它们的框架和实现方式。但是呢,一个框架的成熟时经过好多版本的迭代。它们是怎样从零到一的呢?我试着从零开始写一个简易的图片加载框架。

一个图片加载框架需要具备哪些功能呢?
  • 网络加载功能
  • 缓存功能
    根据面向对象思想,首先图片加载的话需要一个类:ImageLoader,和一个对外的使用接口:displayImage()方法。于是撸起袖子干起来:
/**
 * Created by xucong on 2017/7/17.
 * 图片加载类
 */
public class ImageLoader {

    private static  ImageLoader mImageLoader = new ImageLoader();

    private ExecutorService mExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    Handler handler = new Handler();
    private LruCache lruCache;

    public ImageLoader() {
        init();
    }

    /**
     * 获取图片加载的单列
     * @return
     */
    public static ImageLoader getInstance() {
        return mImageLoader;
    }

    /**
     * 初始化
     */
    private void init() {
        int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory()/1024;
        lruCache = new LruCache(maxMemory/4){
            @Override
            protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
                return value.getRowBytes()*value.getHeight()/1024;
            }
        };
    }

    public void displayImage(final String url, final ImageView imageView) {
        if (imageView == null)return;
        imageView.setTag(url);

        //先从缓存取,如果没有采去下载
        Bitmap bitmap = this.lruCache.get(url);
        if(bitmap != null) {
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
            return;
        }

        //下载图片
        mExecutorService.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                final Bitmap bitmap = downloadImage(url);

                if(bitmap == null) {
                    return;
                }

                if(imageView.getTag().equals(url)) {
                    handler.post(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            imageView.setImageBitmap(bitmap);
                        }
                    });

                    lruCache.put(url,bitmap);

                }

            }
        });

    }

    private Bitmap downloadImage(String imageUrl) {
        Bitmap bitmap = null;
        try {
            URL url = new URL(imageUrl);
            URLConnection urlConnection = url.openConnection();
            bitmap = BitmapFactory.decodeStream(urlConnection.getInputStream());
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return bitmap;
    }
}

乍一看基本功能实现了,但是呢,一个优秀的框架设计需要具有高扩展性,模块之间低耦合,上面功能所有代码写在一个类里面怎么行呢,显然不符合单一职责原则,如果需要扩展功能,需要修改源码,而不是通过扩展,这又违背了开闭原则。所以我们需要进行改进。
根据单一职责原则和面向对象思想,图片缓存功能应该是一个独立的模块,需要把缓存抽离出来和ImageLoader类进行解耦:

public class ImageCache {

    private LruCache mLruCache;
    
    public void ImageCache() {
        init();
    }

    /**
     * 初始化
     */
    private void init() {
        int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory()/1024;
        mLruCache = new LruCache(maxMemory/4){
            @Override
            protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
                return value.getRowBytes()*value.getHeight()/1024;
            }
        };
    }
    
    public Bitmap get(String url) {
        return mLruCache.get(url);
    }
    
    public void put(String url, Bitmap bitmap) {
        mLruCache.put(url, bitmap);
    }
}


public class ImageLoader {

    //图片缓存
    private ImageCache mImageCache = new ImageCache();
    public void displayImage(final String url, final ImageView imageView) {
        if (imageView == null)return;
        imageView.setTag(url);

        //先从缓存取,如果没有采去下载
        Bitmap bitmap = this.mImageCache.get(url);
        if(bitmap != null) {
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
            return;
        }

        //下载图片
        mExecutorService.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                final Bitmap bitmap = downloadImage(url);

                if(bitmap == null) {
                    return;
                }

                if(imageView.getTag().equals(url)) {
                    handler.post(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            imageView.setImageBitmap(bitmap);
                        }
                    });

                    mImageCache.put(url,bitmap);

                }

            }
        });

    }

将代码一分为二,Imageloader加载图片,ImageCache缓存图片,这样职责就清晰了,需要修改图片缓存功能不会影响图片加载类,修改图片加载功能不会影响图片缓存类。这就是单一职责很好的体现。
但是问题又来了,如果我们需要自定义缓存策略呢?或者我们还需要内存缓存和SD卡缓存同时使用呢?这样的话我们又只能修改源码,对扩展是不支持的,这样违反了开闭原则。
于是运用策略模式和里氏替换原则来对缓存策略模块的修改:
所有的缓存策略用抽象ICache接口开约束:

public interface ICache {

    Bitmap get(String url);

    void put(String url,Bitmap bitmap);
}

所有的缓存实现类必须要实现get、put,方法来存取Bitmap。

/**
 * 内存缓存
 * Created by xucong on 2017/7/19.
 */

public class MemoryCache implements ICache {
    private LruCache mLruCache;

    public MemoryCache(){
        init();
    }

    /**
     * 初始化
     */
    private void init() {
        int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory()/1024;
        mLruCache = new LruCache(maxMemory/4){
            @Override
            protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
                return value.getRowBytes()*value.getHeight()/1024;
            }
        };
    }

    @Override
    public Bitmap get(String url) {
        return mLruCache.get(url);
    }

    @Override
    public void put(String url,Bitmap bitmap) {
        mLruCache.put(url, bitmap);
    }
}

/**
 * SD卡缓存
 * Created by xucong on 2017/7/19.
 */

public class DiskCache implements ICache{

    private static String cacheDir = Environment.getExternalStorageDirectory().getPath() + "/cache/image/";

    @Override
    public Bitmap get(String url) {
        return BitmapFactory.decodeFile(cacheDir + url);
    }

    @Override
    public void put(String url, Bitmap bitmap) {
        url = cacheDir + url;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fos = new FileOutputStream(url);
            bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG,100,fos);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

    }
}

/**
 * 双缓存
 * Created by xucong on 2017/7/19.
 */

public class DoubleCache implements ICache {

    private DiskCache mDiskCache = new DiskCache();
    private MemoryCache memoryCache = new MemoryCache();

    @Override
    public Bitmap get(String url) {
        Bitmap bitmap = memoryCache.get(url);
        if(bitmap != null) {
            bitmap = mDiskCache.get(url);
        }
        return bitmap;
    }

    @Override
    public void put(String url, Bitmap bitmap) {
        mDiskCache.put(url,bitmap);
        memoryCache.put(url,bitmap);
    }
}

ImageLoader:

public class ImageLoader {
    //图片缓存
    private ICache mImageCache = new MemoryCache();
    public void setImageCache(ICache cache) {
        this.mImageCache = cache;
    }
    public void displayImage(final String url, final ImageView imageView) {
        if (imageView == null)return;
        imageView.setTag(url);

        //先从缓存取,如果没有采去下载
        Bitmap bitmap = this.mImageCache.get(url);
        if(bitmap != null) {
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
            return;
        }

        //下载图片
        mExecutorService.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                final Bitmap bitmap = downloadImage(url);
                if(bitmap == null) {
                    return;
                }

               ...
               mImageCache.put(url,bitmap);

                }

            }
        });

    }

可以看到通过setImageCache()方法来替换不同的缓存策略,所有的缓存实现都实现ICache接口。这样就体现了高扩展性,也符合了开闭原则和里氏替换原则。其中重要的思想其实就是面向接口编程,ImageLoader以来缓存模块是以来的抽象,而不是以来细节(具体实现)这样父类的引用指向子类的对象,这样就保证了缓存功能的高扩展性。

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