iOS之SDWebImage初探

功能简介：

1、一个添加了web图片加载和缓存管理的UIImageView分类
2、一个异步图片下载器
3、一个异步的内存加磁盘综合存储图片并且自动处理过期图片
4、支持动态gif图
5、支持webP格式的图片
6、后台图片解压处理
7、确保同样的图片url不会下载多次
8、确保伪造的图片url不会重复尝试下载
9、确保主线程不会阻塞

工作流程

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

12、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。

13、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。

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

15、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。

16、SDWI 也提供了 UIButton+WebCache 和 MKAnnotationView+WebCache，方便使用。

17、SDWebImagePrefetcher 可以预先下载图片，方便后续使用。

源码分析

一、图片下载

1. SDWebImageDownloader

单例，图片下载器，负责图片异步下载，并对图片加载做了优化处理

图片的下载操作放在一个NSOperationQueue并发操作队列中，队列默认最大并发数是6个；

每个图片对应一些回调（下载进度，完成回调等），回调信息会存在downloader的URLCallbacks（一个字典，key是url地址，value是图片下载回调数组）中，URLCallbacks可能被多个线程访问，所以downloader把下载任务放在一个barrierQueue中，并设置屏障保证同一时间只有一个线程访问URLCallbacks。，在创建回调URLCallbacks的block中创建了一个NSOperation并添加到NSOperationQueue中。

每个图片下载都是一个operation类，创建后添加到一个队列中，SDWebimage定义了一个协议 SDWebImageOperation作为图片下载操作的基础协议，声明了一个cancel方法，用于取消操作。
@protocol SDWebImageOperation <NSObject>
-(void)cancel;
@end

对于图片的下载，SDWebImageDownloaderOperation完全依赖于NSURLConnection类，继承和实现了NSURLConnectionDataDelegate协议的方法

connection:didReceiveResponse:
connection:didReceiveData:
connectionDidFinishLoading:
connection:didFailWithError:
connection:willCacheResponse:
connectionShouldUseCredentialStorage:
-connection:willSendRequestForAuthenticationChalleng
-connection:didReceiveData:
方法，接受数据，创建一个CGImageSourceRef对象，
在首次获取数据时（图片width，height），
图片下载完成之前，使用CGImageSourceRef对象创建一个图片对象，
经过缩放、解压操作生成一个UIImage对象供回调使用，同时还有下载进度处理。
注：缩放：SDWebImageCompat中SDScaledImageForKey函数
解压：SDWebImageDecoder文件中decodedImageWithImage

SDWebImageDownloaderOption

继承自NSOperation类，没有简单实现main方法，而是采用更加灵活的start方法，以便自己管理下载的状态

start方法中创建了下载使用的NSURLConnections对象，开启了图片的下载，并抛出一个下载开始的通知，

小结：下载的核心是利用NSURLSession加载数据，每个图片的下载都有一个operation操作来完成，并将这些操作放到一个操作队列中，这样可以实现图片的并发下载。

SDWebImageDecoder（异步对图片进行解码）

二、缓存

减少网络流量，下载完图片后存储到本地，下载再获取同一张图片时，直接从本地获取，提升用户体验，能快速从本地获取呈现给用户。
SDWebImage提供了对图片进行了缓存，主要由SDImageCache完成。该类负责处理内存缓存以及一个可选的磁盘缓存，其中磁盘缓存的写操作是异步的，不会对UI造成影响。

1、内存缓存及磁盘缓存

内存缓存的处理由NSCache对象实现，NSCache类似一个集合的容器，它存储key-value对，类似于nsdictionary类，我们通常使用缓存来临时存储短时间使用但创建昂贵的对象，重用这些对象可以优化性能，同时这些对象对于程序来说不是紧要的，如果内存紧张就会自动释放。

磁盘缓存的处理使用NSFileManager对象实现，图片存储的位置位于cache文件夹，另外SDImageCache还定义了一个串行队列来异步存储图片。

SDImageCache提供了大量方法来缓存、获取、移除及清空图片。对于图片的索引，我们通过一个key来索引，在内存中，我们将其作为NSCache的key值，而在磁盘中，我们用这个key值作为图片的文件名，对于一个远程下载的图片其url实作为这个key的最佳选择。

2、存储图片

先在内存中放置一份缓存，如果需要缓存到磁盘，将磁盘缓存操作作为一个task放到串行队列中处理，会先检查图片格式是jpeg还是png，将其转换为响应的图片数据，最后吧数据写入磁盘中（文件名是对key值做MD5后的串）。
3、查询图片
内存和磁盘查询图片API：

(UIImage *)imageFromMemoryCacheForKey:(NSString *)key;
(UIImage *)imageFromDiskCacheForKey:(NSString *)key;

查看本地是否存在key指定的图片，使用一下API：

(NSOperation *)queryDiskCacheForKey:(NSString *)key done:(SDWebImageQueryCompletedBlock)doneBlock;

4、移除图片
移除图片API：

(void)removeImageForKey:(NSString *)key;
(void)removeImageForKey:(NSString *)key withCompletion:(SDWebImageNoParamsBlock)completion;
(void)removeImageForKey:(NSString *)key fromDisk:(BOOL)fromDisk;
(void)removeImageForKey:(NSString *)key fromDisk:(BOOL)fromDisk withCompletion:(SDWebImageNoParamsBlock)completion;

5、清理图片（磁盘）
清空磁盘图片可以选择完全清空和部分清空，完全清空就是吧缓存文件夹删除。

(void)clearDisk;
(void)clearDiskOnCompletion:(SDWebImageNoParamsBlock)completion;

部分清理会根据设置的一些参数移除部分文件，主要有两个指标：文件的缓存有效期（maxCacheAge：默认是1周）和最大缓存空间大小（maxCacheSize：如果所有文件大小大于最大值，会按照文件最后修改时间的逆序，以每次一半的递归来移除哪些过早的文件，知道缓存文件总大小小于最大值），具体代码参考- (void)cleanDiskWithCompletionBlock；