SDWebImage底层实现原理及内部实现过程

一 、在一般的SD使用中重要的有以下几个类:

SDWebImageDownloader
SDWebImageManager
SDImageCache

以及这两个类别:

UIButton+WebCache
UIImageView+WebCache

二、SDWebImage内部实现过程详细解释:

  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:.
    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。
    SDWebImageManagerDelegate 回调 webImageManager:didFinishWithImage: 到 UIImageView+WebCache 等前端展示图片。
  3. 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。
    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:。
    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。
  4. 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:
    共享或重新生成一个下载器 SDWebImageDownloader 开始下载图片。
  5. 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。
    connection:didReceiveData: 中利用 ImageIO 做了按图片下载进度加载效果。
    connectionDidFinishLoading: 数据下载完成后交给 SDWebImageDecoder 做图片解码处理。
  6. 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。
    在主线程 notifyDelegateOnMainThreadWithInfo: 宣告解码完成,imageDecoder:didFinishDecodingImage:userInfo: 回调给 SDWebImageDownloader。
    imageDownloader:didFinishWithImage: 回调给 SDWebImageManager 告知图片下载完成。
    通知所有的 downloadDelegates 下载完成,回调给需要的地方展示图片。
  7. 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。
    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。

三、关于SDImageCache关键点:

  1. 把图片的url当成key,然后转成一个唯一的字符串,来作为存储本地磁盘的文件名
  2. 内存缓存,其实就是一个 NSCache,相当于可变字典,只不过多了cost参数而已
  3. 查找缓存的过程就是,先查内存里(NSCache)有没有,有就返回,没有就继续查磁盘文件有没有,有的话先放到内存里,然后返回。用一个单独的队列来进行磁盘读写。
  4. 缓存自动清理的时机 无论是APP退到后台,或者APP被直接杀掉,都会进行图片的清理。如果你设置了最大的图片存储空间,那么系统也会在同一时间点做检查并清理。即使未过期,也会清理一些,按照文件创建的时间来排序做清理,更早创建的优先被清理。比较有意思的就是,清理工作会持续到图片只占你设定值的一半。

四、SDWebImageOptions 的枚举参数

SDWebImageRetryFailed 系统默认一张图片下载失败后,会把该图片加入失败的黑名单里,如果不传递该option,则下次下载同样的url时直接返回失败。如果传入该option,那么即使该图片之前下载失败了,也会再次进行下载;
SDWebImageLowPriority ,表示低优先级,例如当scrollView在减速时会延迟下载。
SDWebImageHighPriority ,表示高优先级,会把该次下载操作移动到下载队列的最前面。
SDWebImageCacheMemoryOnly , 表示下载的图片只缓存到内存,不进行写文件,不做磁盘缓存。
SDWebImageProgressiveDownload , 表示渐进式的下载和显示,SD默认是把图片全部下载后再显示出来,但是传入该参数可以做到下载一部分图片后先显示这一部分,也就是边下载边显示,效果上就是通常的一个人体的照片,先看到头,再看到肩膀,最后看到腿。当然这种下载图片的方式需要服务器的支持才行。
SDWebImageRefreshCached 传入该option,则即使本地已经缓存了该图片,那么仍然会发起网络请求跟服务器通信,然后服务器的返回参数决定是否要再次下载该url表示的图片。同时缓存的方式改成使用NSURLCache,另如果图片命中缓存且远端图片同时有更新的话,会回调两次completionBLock。该参数主要是用于应对同一个url,但是图片会更改的情况。
SDWebImageContinueInBackground 这个最简单了,字面意思就是APP进入后台后继续下载图片,只不过其代码实现略复杂,臣妾看的也不是太懂,故略过不表。
SDWebImageHandleCookies 缓存相关,HTTP的缓存不大懂,略过。
SDWebImageAllowInvalidSSLCertificates 跟图片下载权限和服务器认证相关
SDWebImageDelayPlaceholder 这个选项一般也不用,如果设置的话,placeholder的UIImage就没效果了。
SDWebImageTransformAnimatedImage 字面上看跟gif动图相关?
SDWebImageAvoidAutoSetImage 这个选项没啥营养,就是给你一个机会在下载完成的时候可以对原图片做些操作,系统就不自动帮你设置了,而是直接回调block

More…

  1. UIImageView+WebCache 的具体实现,所有的实现最终都会调用这个方法:
- (void)sd_setImageWithURL:(NSURL *)url placeholderImage:(UIImage *)placeholder options:(SDWebImageOptions)options progress:(SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock completed:(SDWebImageCompletionBlock)completedBlock;

每次下载前都会先取消该UIView之前的下载队列:

[self sd_cancelCurrentImageLoad];
- (void)sd_cancelCurrentImageLoad {
    [self sd_cancelImageLoadOperationWithKey:@"UIImageViewImageLoad"];
}

SD中有一个UIView的类别 UIView+WebCacheOperation ,给每个UIView用关联对象的方式添加了一个字典属性,用来记住此UIView的图片下载的Operation,UIView每次进行下载前先取消上一次的下载Operation,从而避免同一个UIView的并行下载。
2. 需要注意的是如果是单独下载图片,请使用 SDWebImageManager进行下载,不要直接使用 SDWebImageDownloader ,因为它没有做缓存,把图片缓存到内存和磁盘文件是 SDWebImageManager 在维护。
3. SDWebImageDecoder 是用来对图片进行解码操作的类,UIImage在显示到UI界面上时都会进行解码,SD的默认实现是先解码再返回UIImage给用户。
4. SD的对图片的回调有UIImage和NSData两个参数,也就是说,UIImage是解码之后的图片,但是格式为NSData的imageData却是下载下来的图片原始数据。但是由于作者对方法封装的原因,使用 SDWebImageManager 的回调确实没有imageData的:

typedef void(^SDWebImageCompletionWithFinishedBlock)(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, BOOL finished, NSURL *imageURL);

使用 SDWebImageDownloader 的回调block是有NSData的参数回调的

typedef void(^SDWebImageDownloaderCompletedBlock)(UIImage *image, NSData *data, NSError *error, BOOL finished);

SD存磁盘其实是拿图片的NSData的数据去存储的,并没有直接把解码的UIImage图片拿去存盘,所以在读磁盘文件时才需要先解码再返回了,代码见下方:

if (downloadedImage && finished) {
[self.imageCache storeImage:downloadedImage recalculateFromImage:NO imageData:data forKey:key toDisk:cacheOnDisk];
}

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