胡说八道 - 3 SDWebImage 见语

SDWebImage 简要介绍

SDWebImage 是一款性能卓越、流行度高的网络图片下载框架。对 SDWebImage 框架代码解读的文章数不胜数，这里只胡说八道框架的设计思想。
[注]：推荐南峰子的博客《源码解析：SDWebImage 实现分析》
《计算机组成与设计：硬件/软件接口》 CPU 和存储管理讲的很好。第三版、第四版均可。

框架设计思想剖析

SDWebImage 加载图片的流程

流程参考这里《那些著名或非著名的 iOS 面试题 - 前编》

1.入口 setImageWithURL:placeholderImage:options: 会先把 placeholderImage 显示，然后 SDWebImageManager 根据 URL 开始处理图片。

2.进入 SDWebImageManager-downloadWithURL:delegate:options:userInfo:，交给 SDImageCache 从缓存查找图片是否已经下载 queryDiskCacheForKey:delegate:userInfo:.

3.先从内存图片缓存查找是否有图片，如果内存中已经有图片缓存，SDImageCacheDelegate 回调 imageCache:didFindImage:forKey:userInfo: 到 SDWebImageManager。

4.SDWebImageManagerDelegate 回调 webImageManager:didFinishWithImage: 到 UIImageView+WebCache 等前端展示图片。

5.如果内存缓存中没有，生成 NSInvocationOperation 添加到队列开始从硬盘查找图片是否已经缓存。

6.根据 URLKey 在硬盘缓存目录下尝试读取图片文件。这一步是在 NSOperation 进行的操作，所以回主线程进行结果回调 notifyDelegate:。

7.如果上一操作从硬盘读取到了图片，将图片添加到内存缓存中（如果空闲内存过小，会先清空内存缓存）。SDImageCacheDelegate 回调 imageCache:didFindImage:forKey:userInfo:。进而回调展示图片。

8.如果从硬盘缓存目录读取不到图片，说明所有缓存都不存在该图片，需要下载图片，回调 imageCache:didNotFindImageForKey:userInfo:。

9.共享或重新生成一个下载器 SDWebImageDownloader 开始下载图片。

10.图片下载由 NSURLConnection 来做，实现相关 delegate 来判断图片下载中、下载完成和下载失败。

11.connection:didReceiveData: 中利用 ImageIO 做了按图片下载进度加载效果。

12.connectionDidFinishLoading: 数据下载完成后交给 SDWebImageDecoder 做图片解码处理。

13.图片解码处理在一个 NSOperationQueue 完成，不会拖慢主线程 UI。如果有需要对下载的图片进行二次处理，最好也在这里完成，效率会好很多。

14.在主线程 notifyDelegateOnMainThreadWithInfo: 宣告解码完成，imageDecoder:didFinishDecodingImage:userInfo: 回调给 SDWebImageDownloader。

15.imageDownloader:didFinishWithImage: 回调给 SDWebImageManager 告知图片下载完成。

16.通知所有的 downloadDelegates 下载完成，回调给需要的地方展示图片。

17.将图片保存到 SDImageCache 中，内存缓存和硬盘缓存同时保存。写文件到硬盘也在以单独 NSInvocationOperation 完成，避免拖慢主线程。

18.SDImageCache 在初始化的时候会注册一些消息通知，在内存警告或退到后台的时候清理内存图片缓存，应用结束的时候清理过期图片。

总结

总体设计思路

内存中维护一个图片缓存作为一级缓存，辅存中维护一个图片缓存作为二级缓存。同时共享的下载器缓存下载任务，减少下载时的资源消耗。进行文件查找、文件下载、图片解码、文件读写操作等都使用后台线程完成，减少对程序性能的影响。

设计经验

设计模式
Observer、Delegate 、Singleton 的混合使用，使各功能组件的配合更加高效。这些简单的设计模式也没有那么不堪，关键是不乱套、不滥用。
性能优化
1. 功能明确分开
  文件查找、文件下载、文件读写、图片解码等操作都交由对应的功能组件完成，代码清晰，结构明确。
多线程的使用
处理必要的 UI 数据交换，其他的操作都尽可能的在后台线程完成，减少对主线程的影响。
架构设计
多级缓存的灵活使用
内存中缓存图片作为一级缓存，辅存中缓存图片作为二级缓存；还对可能出现资源损耗的下载操作实现一次缓存。
[注] 缓存的使用不是越多多好，请慎重选择使用。
功能组件的设置
将功能组件分开，各司其职。做到代码结构清晰，功能有条不紊。(这里将‘文件下载’、‘文件IO’的操作称为功能组件并不合适，只是为了便于理解思路。)

题外话

多线程
什么时候应该使用多线程？
完成线程或者任务间的同步操作
减少多主线程的性能影响，提高反应速度。使用后台线程。

多线程中应该考虑什么？

添加什么方式的任务到队列中？同步方式还是异步方式？(同步任务和异步任务的区别是什么？为是否阻塞当前线程，以同步方式添加任务到队列中会阻塞当前线程)
怎么去执行线程？串行还是并行？

3. 线程安全的？
典型的解决线程安全问题的方法：使用线程锁实现。对应各有优缺点。
这里推荐解决线程安全问题几篇文章：1.Objc 线程安全类的设计系列文章 2.多线程开发之线程安全 3.上的 iOS 多线程开发-线程安全

[注]1. 一个典型的 GCD 死锁问题
// 1 打印当前线程号
NSLog("之前 - %@", NSThread.currentThread())
// 2 在当前线程中，向主队列中添加一个同步任务
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in
NSLog("sync - %@", NSThread.currentThread())
})
// 3 没有切换线程，在主线程中打印
NSLog("之后 - %@", NSThread.currentThread())
结果：只能输出：之前 - XX
步骤分解：
1 在主线程中先获取主线程队列，以同步的方式添加一个任务到主线程队列中。
2 主线程队列中的任务会被取出串行执行，同时因为是同步方式，所以会阻塞当前主队列线程
3 主线程被阻塞，不能被执行
[注] 2. 实现线程间数据同步或者通信
两种实现方式：GCD 实现和 NSOperation 实现。

缓存
强烈推荐阅读《计算机组成与设计：硬件与软件接口》。
架构
好的架构是一步一步进化出来的，而不是一次就完成所有架构的。但是不可否认，编写代码时，应该遵循良好的编码规范和设计方法。

小技巧

不同网络状态下的图片加载处理
场景：3/4G 和 WiFi 环境下的高清图片和普通质量图片的显示问题
SDWebImage 会默认加载缓存中的高清图片，为了节省用户的流量，应该对网络状态进行判断，控制加载不同质量的图片。但是这还没有完，有些用户默认设置在 3/4 G 网络环境下加载普通质量的图片(设置在偏好设置中)，该怎么进行省流处理？
例子：《iOS 开发-你真的会用 SDWebImage？》
下载进度展示
场景：正在下载的 GIF 图片，被点击浏览大图，怎么保证小图和大图中显示的下载进度是一致的？
SDWebImage 设置图片圆角，避免离屏渲染
场景：设置图片圆角，既要快，又不能有离屏渲染。
key: 在 ImageView 的分类中，开启后台线程使用 Q2D 进行图片绘制。

任务

自己实现一个文件下载器
例子：《高效图片轮播 - 两个 UIImageView 实现》
断点续传
key：使用 HTTP 中的 HEAD 方法，设置每次下载的文件长度。
其他的方法请评论告知我，谢谢。