Glide 源码解析

首先是一个简单的用法

Glide.with(fragment)
    .load(myUrl)
    .into(imageView);
总体框架

简介

Glide是一个性能优良的第三方网络图片加载框架,在节省内存和快速流畅加载方面具有较好体现。究其内部机制,发现其优良性能得益于以下几点:

  1. 与使用环境生命周期相绑定:RequestManagerFragment & SupportRequestManagerFragment
  2. 内存的三级缓存池:LruMemoryResources, ActiveResources, BitmapPool
  3. 内存复用机制:BitmapPool

绑定生命周期

glide_lifecycle.jpg

这里就是一个简单的返回 RequestManager 的时序图

  RequestManager(
      Glide glide,
      Lifecycle lifecycle,
      RequestManagerTreeNode treeNode,
      RequestTracker requestTracker,
      ConnectivityMonitorFactory factory,
      Context context) {
    this.glide = glide;
    this.lifecycle = lifecycle;
    this.treeNode = treeNode;
    this.requestTracker = requestTracker;
    this.context = context;

    connectivityMonitor =
        factory.build(
            context.getApplicationContext(),
            new RequestManagerConnectivityListener(requestTracker));
    // lifecycle 注册回调
    if (Util.isOnBackgroundThread()) {
      mainHandler.post(addSelfToLifecycle);
    } else {
      lifecycle.addListener(this);
    }
    lifecycle.addListener(connectivityMonitor);

    defaultRequestListeners =
        new CopyOnWriteArrayList<>(glide.getGlideContext().getDefaultRequestListeners());
    setRequestOptions(glide.getGlideContext().getDefaultRequestOptions());
    // glide 注册RequestManager
    glide.registerRequestManager(this);
  }

这里就是把 RequestManagerlifecycle 绑定起来

请求管理

上面已经初始化好了 RequestManager, 当调用 load 方法的时候会构建一个RequestBuilder

  @NonNull
  @CheckResult
  @Override
  public RequestBuilder<Drawable> load(@Nullable Uri uri) {
    return asDrawable().load(uri);
  }

  @NonNull
  @CheckResult
  public RequestBuilder<Drawable> asDrawable() {
    return as(Drawable.class);
  }

RequestBuilder的构造函数非常简单,没有过多的操作,主要是初始化了一些参数,主要包括 requestManagertranscodeClass,分别用来管理request 队列和返回type,主要的方法还是 into

  private <Y extends Target<TranscodeType>> Y into(
      @NonNull Y target,
      @Nullable RequestListener<TranscodeType> targetListener,
      BaseRequestOptions<?> options,
      Executor callbackExecutor) {
    Preconditions.checkNotNull(target);
    if (!isModelSet) {
      throw new IllegalArgumentException("You must call #load() before calling #into()");
    }

    Request request = buildRequest(target, targetListener, options, callbackExecutor);

    Request previous = target.getRequest();
    if (request.isEquivalentTo(previous)
        && !isSkipMemoryCacheWithCompletePreviousRequest(options, previous)) {
      request.recycle();
      // 资源重用
      if (!Preconditions.checkNotNull(previous).isRunning()) {
        // 使用先前的 request
        previous.begin();
      }
      return target;
    }
    // 清空之前的request,设置当前的request,并将request添加到 requestManager的track队列中
    requestManager.clear(target);
    target.setRequest(request);
    requestManager.track(target, request);

    return target;
  }
  synchronized void track(@NonNull Target<?> target, @NonNull Request request) {
    targetTracker.track(target);
    requestTracker.runRequest(request);
  }

在request 添加到 requestTracker 后,由于 requestTracker 受 requestManager 管理,requestManager 又和生命周期绑定,所以会相应的执行 onStart, onStop, onDestroy,Tracker 就会相应的开始, 暂停和清空队列。

缓存

不同于其他常见网络加载框架只有LruCatch一种缓存机制,Glide内存为三块:

  • ActiveResourceCache:缓存当前正在使用的资源(注意是弱引用
  • LruResourceCache: 缓存最近使用过但是当前未使用的资源,LRU算法
  • BitmapPool:缓存所有被释放的图片,内存复用,LRU算法

LruResourceCache和ActiveResourceCache设计是为了尽可能的资源复用,而BitmapPool的设计目的是为了尽可能的内存复用

缓存过程图

当我们需要某个资源的时候,我们会:

  1. 先去查找ActiveResourceCache;
  2. ActiveResourceCache找不到资源则查找LruResourceCache,找到了则将资源从LruResourceCache移除加入到ActiveResourceCache;
  3. 如果在LruResourceCache也找不到合适的资源,则会根据加载策略从硬盘或者网络加载资源。

找到资源后,我们会:

  1. 从BitmapPool中找寻合适的可供内存复用的废弃recycled bitmap(找不到则会重新创建bitmap对象),然后刷新bitmap的数据。
  2. bitmap被转换封装为Resource缓存入ActiveResourceCache和Request对象中。也就是说此时有一个资源同时存在 ActiveResourceCache 和 BitMapPool 中,只是格式不同。(推测 Cache中保存的是数据的引用)
  3. Request的target会从ActiveResourceCache中获取resource引用的bitmap并展示。

当数据不再使用时,我们会:

  1. 当target的资源需要release时,resource会首先被缓存到LruResourceCache,同时ActiveResourceCache中的弱引用会被删除。如果,该资源不能缓存到LruResourceCache,则资源将被recycle到BitmapPool。
  2. 当需要回收内存时(比如系统内存不足或者生命周期结束),LruResourceCache将根据LRU算法recycle一些resource到BitmapPool。
  3. BitmapPool 会根据LRU算法和缓存池的尺寸来决定缓存的bitmap 和 释放的资源
  4. 系统 GC时, 会回收可回收的资源


    Glide回收示例

    回收前的状态是:ActiveCache 持有45678,LruCache 持有 123, bitmapPool 持有 abc,它们每个的大小都是1M,
    现在我们要回收3M
    回收过程是:ActiveCache 因为持有弱引用首先释放,但是具体的内存没有释放,因为 viewTarget还持有,所以无法执行第一步;接下来 LruCache 会根据算法减少3M,从而将123 缓存到 bitmapPool,释放abc,现在达到目标,无需继续执行。

执行流程

上面讲到 into 的时候会 track 创建的 request 并调用 runRequest 来启动请求,这个request 一般都是从 SingleRequestbegin开始,在 onSizeReady 中委托 engineload() 方法

  public synchronized <R> LoadStatus load(
      GlideContext glideContext,
      Object model,
      Key signature,
      int width,
      int height,
      Class<?> resourceClass,
      Class<R> transcodeClass,
      Priority priority,
      DiskCacheStrategy diskCacheStrategy,
      Map<Class<?>, Transformation<?>> transformations,
      boolean isTransformationRequired,
      boolean isScaleOnlyOrNoTransform,
      Options options,
      boolean isMemoryCacheable,
      boolean useUnlimitedSourceExecutorPool,
      boolean useAnimationPool,
      boolean onlyRetrieveFromCache,
      ResourceCallback cb,
      Executor callbackExecutor) {
    long startTime = VERBOSE_IS_LOGGABLE ? LogTime.getLogTime() : 0;
    // 获取 key
    EngineKey key = keyFactory.buildKey(model, signature, width, height, transformations,
        resourceClass, transcodeClass, options);
    //查找ActiveResourceCache
    EngineResource<?> active = loadFromActiveResources(key, isMemoryCacheable);
    if (active != null) {
      cb.onResourceReady(active, DataSource.MEMORY_CACHE);
      if (VERBOSE_IS_LOGGABLE) {
        logWithTimeAndKey("Loaded resource from active resources", startTime, key);
      }
      return null;
    }
    // 查找 LruResourceCache
    EngineResource<?> cached = loadFromCache(key, isMemoryCacheable);
    if (cached != null) {
      cb.onResourceReady(cached, DataSource.MEMORY_CACHE);
      if (VERBOSE_IS_LOGGABLE) {
        logWithTimeAndKey("Loaded resource from cache", startTime, key);
      }
      return null;
    }
    // 创建EngineJob
    EngineJob<?> current = jobs.get(key, onlyRetrieveFromCache);
    if (current != null) {
      current.addCallback(cb, callbackExecutor);
      if (VERBOSE_IS_LOGGABLE) {
        logWithTimeAndKey("Added to existing load", startTime, key);
      }
      return new LoadStatus(cb, current);
    }

    EngineJob<R> engineJob =
        engineJobFactory.build(
            key,
            isMemoryCacheable,
            useUnlimitedSourceExecutorPool,
            useAnimationPool,
            onlyRetrieveFromCache);
    //创建DecodeJob:注意fetcher(数据加载器)
    DecodeJob<R> decodeJob =
        decodeJobFactory.build(
            glideContext,
            model,
            key,
            signature,
            width,
            height,
            resourceClass,
            transcodeClass,
            priority,
            diskCacheStrategy,
            transformations,
            isTransformationRequired,
            isScaleOnlyOrNoTransform,
            onlyRetrieveFromCache,
            options,
            engineJob);
    // 将任务加入管理队列
    jobs.put(key, engineJob);

    engineJob.addCallback(cb, callbackExecutor);
     // 启动任务
    engineJob.start(decodeJob);

    if (VERBOSE_IS_LOGGABLE) {
      logWithTimeAndKey("Started new load", startTime, key);
    }
    return new LoadStatus(cb, engineJob);
  }

加载完成后,SingleRequest 给 engine 传递来一个 ResourceCallback 的回调,回调来调用 onResourceReady,在这个方法中来通知各个 target。
当ActiveCache 中保存的是 EngineResource 的弱引用,如果EngineResource 通过引用计数来判断引用acquire,当没有引用的时候 release,在 Engine 的 onResourceReleased 中,将这个资源放到 LruCache 中,若是 recycle 则会放到bitmapPool 中

磁盘加载

// EngineJob.java
  public synchronized void start(DecodeJob<R> decodeJob) {
    this.decodeJob = decodeJob;
    GlideExecutor executor = decodeJob.willDecodeFromCache()
        ? diskCacheExecutor
        : getActiveSourceExecutor();
    executor.execute(decodeJob);
  }
 // DecodeJob.java
  boolean willDecodeFromCache() {
    Stage firstStage = getNextStage(Stage.INITIALIZE);
    return firstStage == Stage.RESOURCE_CACHE || firstStage == Stage.DATA_CACHE;
  }

  private void runWrapped() {
    switch (runReason) {
      case INITIALIZE:  // 显示这里初始化
        stage = getNextStage(Stage.INITIALIZE);
        currentGenerator = getNextGenerator();
        runGenerators();
        break;
      case SWITCH_TO_SOURCE_SERVICE:
        runGenerators();
        break;
      case DECODE_DATA:
        decodeFromRetrievedData();
        break;
      default:
        throw new IllegalStateException("Unrecognized run reason: " + runReason);
    }
  }

  private DataFetcherGenerator getNextGenerator() {
    switch (stage) {
      case RESOURCE_CACHE:
        return new ResourceCacheGenerator(decodeHelper, this);
      case DATA_CACHE: // 磁盘缓存
        return new DataCacheGenerator(decodeHelper, this);
      case SOURCE:
        return new SourceGenerator(decodeHelper, this);
      case FINISHED:
        return null;
      default:
        throw new IllegalStateException("Unrecognized stage: " + stage);
    }
  }
  private void runGenerators() {
    currentThread = Thread.currentThread();
    startFetchTime = LogTime.getLogTime();
    boolean isStarted = false;
    while (!isCancelled && currentGenerator != null
        && !(isStarted = currentGenerator.startNext())) {
      stage = getNextStage(stage);
      currentGenerator = getNextGenerator();

      if (stage == Stage.SOURCE) {
        reschedule();
        return;
      }
    }
    // We've run out of stages and generators, give up.
    if ((stage == Stage.FINISHED || isCancelled) && !isStarted) {
      notifyFailed();
    }

    // Otherwise a generator started a new load and we expect to be called back in
    // onDataFetcherReady.
  }

  private void decodeFromRetrievedData() {
    if (Log.isLoggable(TAG, Log.VERBOSE)) {
      logWithTimeAndKey("Retrieved data", startFetchTime,
          "data: " + currentData
              + ", cache key: " + currentSourceKey
              + ", fetcher: " + currentFetcher);
    }
    Resource<R> resource = null;
    try {
      resource = decodeFromData(currentFetcher, currentData, currentDataSource);
    } catch (GlideException e) {
      e.setLoggingDetails(currentAttemptingKey, currentDataSource);
      throwables.add(e);
    }
    if (resource != null) {
      notifyEncodeAndRelease(resource, currentDataSource);
    } else {
      runGenerators();
    }
  }

Engine 是 Glide 的一个成员变量,用来管理缓存和磁盘数据的加载。Engine 通过一些 JobFactory 生成 EngineJob,通过它来加载磁盘数据。如果缓存都没有命中,就需要它来执行。
glide加载过程就是由EngineJob触发DecodeJob,DecodeJob中会有ResourceCacheGenerator->DataCacheGenerator->SourceGenerator,只要其中一个的startNext方法返回为 true,则不再寻找下一个Generator。这三个不一定都会有执行的,如果有缓存存在且能命中,则不会经历SourceGenerator阶段,否则就会有SourceGenerator 并且还会更新缓存。

  • ResourceCacheGenerator 从包含 downsampled/transformed 的缓存文件中生成 DataFetchers
  • DataCacheGenerator 从包含原始、未修改的缓存文件中生成 DataFetchers
  • SourceGenerator 从原始数据来生成 DataFetchers
    在DecodeJob中获取到数据之后,则会层层上报,由Fetcher->Generator->DecodeJob->EngineJob->SingleRequest->Target这样一个序列回调

磁盘缓存

磁盘缓存比较简单,其中也分为ResourceCacheKey与DataCacheKey,一个是已经decode过的可以之间供Target给到View去渲染的,另一个是还未decode过的,缓存的是源数据。磁盘缓存的保存是在第一次请求网络成功时候,会刷新磁盘缓存,此时处理的是源数据,至于是否会缓存decode过后的数据,取决于DiskCacheStrategy的策略。

加载全过程

1,按照之前的 ActiveResourcesCache 和 LruCache 读取顺序

  1. 如果内存没有,就构造或复用已有的EngineJob与DecodeJob,开始资源的加载,加载过程是ResourceCacheGenerator -> DataCacheGenerator -> SourceGenerator优先级顺序,不管哪种方式取到了数据,最终都会回调至DecodeJob中处理。
  2. DecodeJob回调中,一方面通过decodeFromData从DataFetcher中decode取到的原数据,转换为View能够展示的Resource,比如Drawable或Bitmap等,同时根据缓存策略,来决定是否会构建ResourceCacheKey类型的缓存。
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