這篇文章將主要介紹SDWebImage針對于獲取網(wǎng)絡圖片的原理和緩存機制，當然我只是用文字去介紹大體的一個流程，學無止境，需要更詳細東西的朋友自行百度深入了解。
先介紹一下兩個重要的功能
1. 獨立的異步圖像下載
- (id <SDWebImageOperation>)downloadImageWithURL:(NSURL *)url options:(SDWebImageOptions)options progress:(SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock completed:(SDWebImageCompletionWithFinishedBlock)completedBlock;
上面函數(shù)用來建立一個SDWebImageDownLoader的實例。利用下載進度的回調和下載完成的回調，可以在回調完成進度條相關的操作和顯示圖片相關的操作。
2. 獨立的異步圖像緩存
(存、取、刪的詳細代碼介紹附在最后)
SDImageCache *imageCache = [SDImageCache sharedImageCache];
SDImageCache類提供一個管理緩存的單例類。查找和緩存圖片時簡單理解為以URL作為key。(先查找圖片緩存，如果緩存不存在該圖片，再查找沙盒；查找沙盒時，以URL組合成文件路徑進行的MD5值作為key).
查找圖片：
UIImage *cacheImage = [imageCache mageFromKey:myCacheKey];
緩存圖片：
[imageCache storeImage:myImage forKey:myCacheKey];
默認情況下，圖片是被存儲到內存緩存和磁盤緩存中的。如果僅僅是想緩存到內存中，可以用下面方法：
storeImage: forKey: toDisk:
第三個參數(shù)傳NO即可。
主要用到的對象：
UIImageView(WebCache)入口封裝，實現(xiàn)讀取圖片完成后的回調。SDWebImagemanager對圖片進行管理的中轉站，記錄那些圖片正在讀取。向下層讀取Cache（調用SDImageCache），或者向網(wǎng)絡讀取對象（調用SDWebImageDownloader）。實現(xiàn)SDImageCache和SDWebImageDownLoader的回調。SDImageCache,根據(jù)URL作為key，對圖片進行存儲和讀?。ù嬖趦却妫ㄒ訳RL作為key）和存在硬盤兩種（以URL組合成文件路徑進行的MD5值作為key））。實現(xiàn)圖片和內存清理工作。
SDWebImage加載圖片的流程
入口
setImageWithURL:placeholderImage:options:會先把placeholderImage顯示，然后SDWebImageManager根據(jù) URL 開始處理圖片。進入
SDWebImageManager類中downloadWithURL:delegate:options:userInfo:，交給
SDImageCache從緩存查找圖片是否已經下載
queryDiskCacheForKey:delegate:userInfo:.先從內存圖片緩存查找是否有圖片，如果內存中已經有圖片緩存，
SDImageCacheDelegate回調imageCache:didFindImage:forKey:userInfo:到
SDWebImageManager。SDWebImageManagerDelegate回調
webImageManager:didFinishWithImage:到UIImageView+WebCache,等前端展示圖片。如果內存緩存中沒有，生成 ｀NSURLSession ｀
添加到隊列，開始從沙盒查找圖片是否已經緩存。根據(jù) URL組合成的Key在沙河緩存目錄下嘗試讀取圖片文件。這一步是在
NSOperation進行的操作，所以回主線程進行結果回調notifyDelegate:。如果上一操作從沙盒讀取到了圖片，將圖片添加到內存緩存中（如果空閑內存過小， 會先清空內存緩存）。
SDImageCacheDelegate回調imageCache:didFindImage:forKey:userInfo:。進而回調展示圖片。如果從沙盒目錄讀取不到圖片，說明所有緩存都不存在該圖片，需要下載圖片， 回調
imageCache:didNotFindImageForKey:userInfo:。共享或重新生成一個下載器
SDWebImageDownloader開始下載圖片。圖片下載由
NSURLConnection來做，實現(xiàn)相關 delegate
來判斷圖片下載中、下載完成和下載失敗。connection:didReceiveData:中利用 ImageIO做了按圖片下載進度加載效果。connectionDidFinishLoading:數(shù)據(jù)下載完成后交給SDWebImageDecoder做圖片解碼處理。圖片解碼處理在一個
NSOperationQueue完成，不會拖慢主線程 UI.如果有需要 對下載的圖片進行二次處理，最好也在這里完成，效率會好很多。在主線程
notifyDelegateOnMainThreadWithInfo:
宣告解碼完成imageDecoder:didFinishDecodingImage:userInfo:回調給SDWebImageDownloader。
15.imageDownloader:didFinishWithImage:回調給 SDWebImageManager告知圖片 下載完成。
通知所有的
downloadDelegates下載完成，回調給需要的地方展示圖片。將圖片保存到
SDImageCache中，內存緩存和沙盒緩存同時保存。寫文件到沙盒也在以單獨NSOperation完成，避免拖慢主線程。
18.SDImageCache在初始化的時候會注冊一些消息通知，
在內存警告或退到后臺的時 候清理內存圖片緩存，應用結束的時候清理過期圖片。
存:
-(void)storeImage:(UIImage *)image recalculateFromImage:(BOOL)recalculate imageData:(NSData *)imageData forKey:(NSString *)key toDisk:(BOOL)toDisk {
if (!image || !key) {
return;
}
// if memory cache is enabled
if (self.shouldCacheImagesInMemory) {
NSUInteger cost = SDCacheCostForImage(image);
[self.memCache setObject:image forKey:key cost:cost];
}
if (toDisk) {
dispatch_async(self.ioQueue, ^{
NSData *data = imageData;
// 如果image存在，但是需要重新計算(recalculate)或者data為空
// 那就要根據(jù)image重新生成新的data
// 不過要是連image也為空的話，那就別存了
if (image && (recalculate || !data)) {
#if TARGET_OS_IPHONE
// 我們需要判斷image是PNG還是JPEG
// PNG的圖片很容易檢測出來，因為它們有一個特定的標示 (http://www.w3.org/TR/PNG-Structure.html)
// PNG圖片的前8個字節(jié)不許符合下面這些值(十進制表示)
// 137 80 78 71 13 10 26 10
// 如果imageData為空l (舉個例子，比如image在下載后需要transform，那么就imageData就會為空)
// 并且image有一個alpha通道, 我們將該image看做PNG以避免透明度(alpha)的丟失（因為JPEG沒有透明色）
int alphaInfo = CGImageGetAlphaInfo(image.CGImage);// 獲取image中的透明信息
// 該image中確實有透明信息，就認為image為PNG
BOOL hasAlpha = !(alphaInfo == kCGImageAlphaNone ||
alphaInfo == kCGImageAlphaNoneSkipFirst ||
alphaInfo == kCGImageAlphaNoneSkipLast);
BOOL imageIsPng = hasAlpha;
// 但是如果我們已經有了imageData，我們就可以直接根據(jù)data中前幾個字節(jié)判斷是不是PNG
if ([imageData length] >= [kPNGSignatureData length]) {
// ImageDataHasPNGPreffix就是為了判斷imageData前8個字節(jié)是不是符合PNG標志
imageIsPng = ImageDataHasPNGPreffix(imageData);
}
// 如果image是PNG格式，就是用UIImagePNGRepresentation將其轉化為NSData，否則按照JPEG格式轉化，并且壓縮質量為1，即無壓縮
if (imageIsPng) {
data = UIImagePNGRepresentation(image);
}
else {
data = UIImageJPEGRepresentation(image, (CGFloat)1.0);
}
#else
// 當然，如果不是在iPhone平臺上，就使用下面這個方法。不過不在我們研究范圍之內
data = [NSBitmapImageRep representationOfImageRepsInArray:image.representations usingType: NSJPEGFileType properties:nil];
#endif
}
// 獲取到需要存儲的data后，下面就要用fileManager進行存儲了
if (data) {
// 首先判斷disk cache的文件路徑是否存在，不存在的話就創(chuàng)建一個
// disk cache的文件路徑是存儲在_diskCachePath中的
if (![_fileManager fileExistsAtPath:_diskCachePath]) {
[_fileManager createDirectoryAtPath:_diskCachePath withIntermediateDirectories:YES attributes:nil error:NULL];
}
// 根據(jù)image的key(一般情況下理解為image的url)組合成最終的文件路徑
// 上面那個生成的文件路徑只是一個文件目錄，就跟/cache/images/img1.png和cache/images/的區(qū)別一樣
NSString *cachePathForKey = [self defaultCachePathForKey:key];
// 這個url可不是網(wǎng)絡端的url，而是file在系統(tǒng)路徑下的url
// 比如/foo/bar/baz --------> file:///foo/bar/baz
NSURL *fileURL = [NSURL fileURLWithPath:cachePathForKey];
// 根據(jù)存儲的路徑(cachePathForKey)和存儲的數(shù)據(jù)(data)將其存放到iOS的文件系統(tǒng)
[_fileManager createFileAtPath:cachePathForKey contents:data attributes:nil];
// disable iCloud backup
if (self.shouldDisableiCloud) {
[fileURL setResourceValue:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:NSURLIsExcludedFromBackupKey error:nil];
}
}
});
}
}
?。?/h4>
內存緩存使用NSCache的objectForKey取數(shù)據(jù)：
- (UIImage *)imageFromMemoryCacheForKey:(NSString *)key {
return [self.memCache objectForKey:key];
}
磁盤取數(shù)據(jù) 不斷用 dataWithContentsOfFile來試數(shù)據(jù)是否在key對應的路徑中
- (UIImage *)imageFromDiskCacheForKey:(NSString *)key {
// First check the in-memory cache...
UIImage *image = [self imageFromMemoryCacheForKey:key];
if (image) {
return image;
}
// Second check the disk cache...
UIImage *diskImage = [self diskImageForKey:key];
if (diskImage && self.shouldCacheImagesInMemory) {
NSUInteger cost = SDCacheCostForImage(diskImage);
[self.memCache setObject:diskImage forKey:key cost:cost];
}
return diskImage;
}
刪：
- removeImageForKeyfromDisk:withCompletion: // 異步地將image從緩存(內存緩存以及可選的磁盤緩存)中移除
- clearMemory // 清楚內存緩存上的所有image
- clearDisk // 清除磁盤緩存上的所有image
- cleanDisk // 清除磁盤緩存上過期的image
看其中最長的一個：
// 實現(xiàn)了一個簡單的緩存清除策略：清除修改時間最早的file
- (void)cleanDiskWithCompletionBlock:(SDWebImageNoParamsBlock)completionBlock {
dispatch_async(self.ioQueue, ^{
// 這兩個變量主要是為了下面生成NSDirectoryEnumerator準備的
// 一個是記錄遍歷的文件目錄，一個是記錄遍歷需要預先獲取文件的哪些屬性
NSURL *diskCacheURL = [NSURL fileURLWithPath:self.diskCachePath isDirectory:YES];
NSArray *resourceKeys = @[NSURLIsDirectoryKey, NSURLContentModificationDateKey, NSURLTotalFileAllocatedSizeKey];
// 遞歸地遍歷diskCachePath這個文件夾中的所有目錄，此處不是直接使用diskCachePath，而是使用其生成的NSURL
// 此處使用includingPropertiesForKeys:resourceKeys，這樣每個file的resourceKeys對應的屬性也會在遍歷時預先獲取到
// NSDirectoryEnumerationSkipsHiddenFiles表示不遍歷隱藏文件
NSDirectoryEnumerator *fileEnumerator = [_fileManager enumeratorAtURL:diskCacheURL
includingPropertiesForKeys:resourceKeys
options:NSDirectoryEnumerationSkipsHiddenFiles
errorHandler:NULL];
// 獲取文件的過期時間，SDWebImage中默認是一個星期
// 不過這里雖然稱*expirationDate為過期時間，但是實質上并不是這樣。
// 其實是這樣的，比如在2015/12/12/00:00:00最后一次修改文件，對應的過期時間應該是
// 2015/12/19/00:00:00，不過現(xiàn)在時間是2015/12/27/00:00:00，我先將當前時間減去1個星期，得到
// 2015/12/20/00:00:00，這個時間才是我們函數(shù)中的expirationDate。
// 用這個expirationDate和最后一次修改時間modificationDate比較看誰更晚就行。
NSDate *expirationDate = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:-self.maxCacheAge];
// 用來存儲對應文件的一些屬性，比如文件所需磁盤空間
NSMutableDictionary *cacheFiles = [NSMutableDictionary dictionary];
// 記錄當前已經使用的磁盤緩存大小
NSUInteger currentCacheSize = 0;
// 在緩存的目錄開始遍歷文件. 此次遍歷有兩個目的:
//
// 1. 移除過期的文件
// 2. 同時存儲每個文件的屬性（比如該file是否是文件夾、該file所需磁盤大小，修改時間）
NSMutableArray *urlsToDelete = [[NSMutableArray alloc] init];
for (NSURL *fileURL in fileEnumerator) {
NSDictionary *resourceValues = [fileURL resourceValuesForKeys:resourceKeys error:NULL];
// 當前掃描的是目錄，就跳過
if ([resourceValues[NSURLIsDirectoryKey] boolValue]) {
continue;
}
// 移除過期文件
// 這里判斷過期的方式：對比文件的最后一次修改日期和expirationDate誰更晚，如果expirationDate更晚，就認為該文件已經過期，具體解釋見上面
NSDate *modificationDate = resourceValues[NSURLContentModificationDateKey];
if ([[modificationDate laterDate:expirationDate] isEqualToDate:expirationDate]) {
[urlsToDelete addObject:fileURL];
continue;
}
// 計算當前已經使用的cache大小，
// 并將對應file的屬性存到cacheFiles中
NSNumber *totalAllocatedSize = resourceValues[NSURLTotalFileAllocatedSizeKey];
currentCacheSize += [totalAllocatedSize unsignedIntegerValue];
[cacheFiles setObject:resourceValues forKey:fileURL];
}
for (NSURL *fileURL in urlsToDelete) {
// 根據(jù)需要移除文件的url來移除對應file
[_fileManager removeItemAtURL:fileURL error:nil];
}
// 如果我們當前cache的大小已經超過了允許配置的緩存大小，那就刪除已經緩存的文件。
// 刪除策略就是，首先刪除修改時間更早的緩存文件
if (self.maxCacheSize > 0 && currentCacheSize > self.maxCacheSize) {
// 直接將當前cache大小降到允許最大的cache大小的一般
const NSUInteger desiredCacheSize = self.maxCacheSize / 2;
// 根據(jù)文件修改時間來給所有緩存文件排序，按照修改時間越早越在前的規(guī)則排序
NSArray *sortedFiles = [cacheFiles keysSortedByValueWithOptions:NSSortConcurrent
usingComparator:^NSComparisonResult(id obj1, id obj2) {
return [obj1[NSURLContentModificationDateKey] compare:obj2[NSURLContentModificationDateKey]];
}];
// 每次刪除file后，就計算此時的cache的大小
// 如果此時的cache大小已經降到期望的大小了，就停止刪除文件了
for (NSURL *fileURL in sortedFiles) {
if ([_fileManager removeItemAtURL:fileURL error:nil]) {
// 獲取該文件對應的屬性
NSDictionary *resourceValues = cacheFiles[fileURL];
// 根據(jù)resourceValues獲取該文件所需磁盤空間大小
NSNumber *totalAllocatedSize = resourceValues[NSURLTotalFileAllocatedSizeKey];
// 計算當前cache大小
currentCacheSize -= [totalAllocatedSize unsignedIntegerValue];
if (currentCacheSize < desiredCacheSize) {
break;
}
}
}
}
// 如果有completionBlock，就在主線程中調用
if (completionBlock) {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
completionBlock();
});
}
});
}
圖片儲存路徑:
// 簡單封裝了cachePathForKey:inPath
- (NSString *)defaultCachePathForKey:(NSString *)key {
return [self cachePathForKey:key inPath:self.diskCachePath];
}
// cachePathForKey:inPath
- (NSString *)cachePathForKey:(NSString *)key inPath:(NSString *)path {
// 根據(jù)傳入的key創(chuàng)建最終要存儲時的文件名
NSString *filename = [self cachedFileNameForKey:key];
// 將存儲的文件路徑和文件名綁定在一起，作為最終的存儲路徑
return [path stringByAppendingPathComponent:filename];
}
// cachedFileNameForKey:
- (NSString *)cachedFileNameForKey:(NSString *)key {
const char *str = [key UTF8String];
if (str == NULL) {
str = "";
}
// 使用了MD5進行加密處理
// 開辟一個16字節(jié)（128位：md5加密出來就是128bit）的空間
unsigned char r[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
// 官方封裝好的加密方法
// 把str字符串轉換成了32位的16進制數(shù)列（這個過程不可逆轉） 存儲到了r這個空間中
CC_MD5(str, (CC_LONG)strlen(str), r);
// 最終生成的文件名就是 "md5碼"+".文件類型"
NSString *filename = [NSString stringWithFormat:@"%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%@",
r[0], r[1], r[2], r[3], r[4], r[5], r[6], r[7], r[8], r[9], r[10],
r[11], r[12], r[13], r[14], r[15], [[key pathExtension] isEqualToString:@""] ? @"" : [NSString stringWithFormat:@".%@", [key pathExtension]]];
return filename;
}
