优秀iOS三方框架解析二(SDWebImage)

一、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

5.后台图片解压处理

6.确保同样的图片url不会下载多次

7.确保伪造的图片url不会重复尝试下载

8.确保主线程不会阻塞

二、SDWebImage 加载图片的流程

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:

  • 先从内存图片缓存查找,如果内存中已经有图片缓存,SDImageCacheDelegate 回调 imageCache:didFindImage:forKey:userInfo:SDWebImageManager
  • SDWebImageManagerDelegate 回调 webImageManager:didFinishWithImage:UIImageView+WebCache 等前端展示图片
  • 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

3.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:

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

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

7.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,可以在这里完成,效率会好很多。
8.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

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

9.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

三、图片缓存策略: (不缓存,内存缓存,沙盒缓存)

SDImageCache是怎么做数据管理的?

  • SDImageCache分两个部分,一个是内存层面的,一个是硬盘层面的。

  • 内存层面的相当是个缓存器,以Key-Value的形式存储图片。当内存不够的时候会清除所有缓存图片。

  • 用搜索文件系统的方式做管理,文件替换方式是以时间为单位,剔除时间大于一周的图片文件

  • 当SDWebImageManager向SDImageCache要资源时,先搜索内存层面的数据,如果有直接返回,没有的话去访问磁盘,将图片从磁盘读取出来,然后做Decoder,将图片对象放到内存层面做备份,再返回调用层。

  1. memory cache
@interface SDImageCache ()
#pragma mark - Properties
@property (strong, nonatomic, nonnull) NSCache *memCache;
// 这里我们发现, 有一个叫做 memCache 的属性,它是一个 NSCache 对象,用于实现我们对图片的 Memory Cache。
// NSCache 简单来说,它是一个类似于 NSDictionary 的集合类,用于在内存中存储我们要缓存的数据。详细信息大家可以参考官方文档:https://developer.apple.com/reference/foundation/nscache
/ 接受系统的内存警告通知,然后清除掉自身的图片缓存
@interface AutoPurgeCache : NSCache
@end
@implementation AutoPurgeCache
- (nonnull instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
#if SD_UIKIT
        [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(removeAllObjects) name:UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification object:nil];
#endif
    }
    return self;
}

2.Disk Cache:
也就是文件缓存,SDWebImage 会将图片存放到 NSCachesDirectory 目录中,然后为每一个缓存文件生成一个 md5 文件名, 存放到文件中。

3.Disk 缓存清理策略
SDWebImage 会在每次 APP 结束和程序切到后台的时候执行清理任务。 清理缓存的规则分两步进行。 第一步先清除掉过期的缓存文件。 如果清除掉过期的缓存之后,空间还不够。 那么就继续按文件时间从早到晚排序,先清除最早的缓存文件,直到剩余空间达到要求。

具体点,SDWebImage 是怎么控制哪些缓存过期,以及剩余空间多少才够呢? 通过两个属性:

@interface SDImageCache : 
NSObject@property (assign, nonatomic) NSInteger maxCacheAge;//文件缓存的时长
@property (assign, nonatomic) NSUInteger maxCacheSize;//允许的最大缓存空间

//  maxCacheAge 的默认值
static const NSInteger kDefaultCacheMaxCacheAge = 60 * 60 * 24 * 7; // 1 week
// maxCacheSize 的默认值
[SDImageCache sharedImageCache].maxCacheSize = 1024 * 1024 * 50;  // 50M

四、图片Decoder

Q: 为什么要进行图片Decoder?
A: png,jpeg等格式的数据是不能直接使用的,需要将其转化为位图(bitMap)
SDWebImage部份可以参考:+ (nullable UIImage *)decodedAndScaledDownImageWithImage:(nullable UIImage *)image函数

Q: imageView 加载一张图片的过程 ?
A:
当我们使用imageView显示图片的时候:

  • 读取图片
  • 解压图片为位图(消耗CPU)
  • 如果位图数据不是字节对齐的,CoreAnimation会copy一份位图数据并进行字节对齐
  • CoreAnimation渲染解压缩过的位图
  • 这一切在IOS中都是默认发生在主线程成的并且是在UIImageView执行setImage方法的时候完成的

总结:

其实不解码也是可以使用的,假如说我们通过imageNamed:来加载image,系统默认会在主线程立即进行图片的解码工作。这一过程就是把image解码成可供控件直接使用的位图。
当在主线程调用了大量的imageNamed:方法后,就会产生卡顿了。为了解决这个问题我们有两种比较简单的处理方法:
1.我们不使用imageNamed:加载图片,使用其他的方法,比如imageWithContentsOfFile:
2.我们自己解码图片,可以把这个解码过程放到子线程

好处:

  • 把图片解码这个默认在主线程执行,耗损CPU的行为,放在了后台线程.
  • 只需要在使用的时候,直接setImage,不会有太大的CPU消耗

弊端:

  • 这样解码就是以空间换时间的方法,提前解压好,用的时候直接从内存读取.
  • 如果下载的图片比较大,然后直接解码的话 这个是内存所不能承受,需要对图片进行压缩.

补充些其他的

  • +(nullableUIImage*)imageNamed:(NSString*)name:不适合加载大的 不常用的图片.因为它会默认在程序内存里保存这张图片数据(不会随ImageView的移除而移除).只有经常使用图片适合这种方式加载.
  • + (nullableUIImage*)imageWithContentsOfFile:(NSString*)path:这个方法跟上面的略有不同,他不会在内存中保留一份数据.只要imageView移除,内存中的数据就会直接移除.这也就是这个方法为什么适合加载大的图片,但却不常用的图片.
  • 相关的参考文章:IOS异步图片加载与常用的优化
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