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iOS开发基础125-深入探索SDWebImage

时间：2024-07-17 17:33:08浏览次数：12  
标签：下载 缓存 self iOS SDImageCache 125 图像 SDWebImage

SDWebImage 是一个流行的用于处理图像下载和缓存的库，广泛用于 iOS 开发中，提供了一系列方便的 API 来下载和缓存图像，以提高应用的性能和用户体验。以下是对其进行详细介绍和分析，包括其原理和底层实现。

一、SDWebImage的主要功能

  1. 图像下载和缓存：
    • 图像下载： 使用异步方式从网络上下载图像。
    • 缓存策略： 使用内存缓存和磁盘缓存来提高图像加载速度。
  2. 异步图像加载： 异步加载图像并在下载完成后刷新 UI。
  3. 解码优化： 支持不同格式的图像解码优化。
  4. GIF 支持： 支持异步下载和展示 GIF 动画。
  5. 渐进式图像加载： 支持渐进式 JPEG 图片显示。

二、SDWebImage的使用方法

基本的使用方法如下：

#import <SDWebImage/SDWebImage.h>

UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] init];
NSURL *imageURL = [NSURL URLWithString:@"https://example.com/image.jpg"];

[imageView sd_setImageWithURL:imageURL placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"placeholder"]];

这段代码展示了如何使用 SDWebImage 下载图像并设置占位图。

三、SDWebImage的原理和流程

  1. API 调用：
    用户调用 sd_setImageWithURL:placeholderImage: 方法，触发图像下载过程。

  2. 缓存检查：
    SDWebImage 首先检查内存缓存 (SDImageCache) 是否存在该图像。如果存在则直接使用。

  3. 磁盘缓存检查：
    如果内存缓存不存在，再检查磁盘缓存。如果存在也直接使用，并将图像存入内存缓存以备后续使用。

  4. 网络下载：
    如果缓存（内存和磁盘）都不存在，则通过 SDWebImageDownloader 进行网络下载。

  5. 下载过程中回调：
    SDWebImageDownloader 支持多个回调，包括进度回调、完成回调、失败回调等。

  6. 缓存更新：
    下载完成后，将图像存入内存缓存和磁盘缓存。

  7. UI 更新：
    最后，更新 UIImageView 的图像。

四、SDWebImage 底层实现分析

1. 核心组件

  • SDImageCache：负责内存和磁盘缓存管理。
  • SDWebImageDownloader：负责图像下载。
  • SDWebImageManager：协调 SDImageCache 和 SDWebImageDownloader，管理下载和缓存策略。

2. 内存缓存 (SDImageCache)

内存缓存使用 NSCache 来管理缓存图像。NSCache 是一种内存敏感的缓存机制，可以在系统内存紧张时自动清除缓存。

@interface SDImageCache : NSObject
@property (nonatomic, strong, readonly) NSCache *memCache;
// 其他属性和方法
@end

3. 磁盘缓存 (SDImageCache)

磁盘缓存使用文件系统来存储图像，并维护一个缓存目录。常见的操作包括写入、读取和清理操作。

@interface SDImageCache ()
@property (nonatomic, strong) NSString *diskCachePath;
// 其他属性和方法
@end

4. 图像下载 (SDWebImageDownloader)

SDWebImageDownloader 使用 NSURLSession 来进行图像下载，支持并发下载和下载队列管理。

@interface SDWebImageDownloader : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSURLSession *session;
// 其他属性和方法
@end

5. 调度与管理 (SDWebImageManager)

SDWebImageManager 负责协调缓存和下载操作，并提供统一的 API 供用户调用。

@interface SDWebImageManager : NSObject
@property (nonatomic, strong) SDImageCache *imageCache;
@property (nonatomic, strong) SDWebImageDownloader *imageDownloader;
// 其他属性和方法
@end

五、重要细节和优化

1. 图像解码和优化

SDWebImage 支持图像格式的解码优化，例如解码 PNG、JPEG 和 GIF 等。通过异步解码和背景解码来提高 UI 性能。

2. 渐进式图像加载

对渐进式 JPEG 图片的支持，能够在得到部分数据时就进行显示，极大提升了用户体验。

@interface UIImageView (WebCache)
- (void)sd_setImageWithPreviousCachedImageWithURL:(NSURL *)url placeholderImage:(UIImage *)placeholder options:(SDWebImageOptions)options progress:(SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock completed:(SDExternalCompletionBlock)completedBlock;
@end

更深入的剖析

让我们更加深入地探讨 SDWebImage 的工作原理，包括重要数据结构、具体算法和多线程管理等方面

一、架构与组件

SDWebImage 的架构主要包括以下几个组件：

  1. SDWebImageManager：管理图像加载请求的核心类。
  2. SDImageCache：负责图像缓存的实现，包括内存缓存和磁盘缓存。
  3. SDWebImageDownloader：处理图像的下载。
  4. SDWebImageDownloaderOperation：具体的下载任务类。
  5. 扩展和辅助类：包括对 UIImageView、UIButton 等类的扩展，以及 SDWebImageCompat、SDWebImageDecoder 等辅助类。

二、数据结构与核心算法

1. 内存缓存 (SDImageCache)

  • NSCache：内存缓存采用了 NSCache，是一种自动清除过期对象的缓存机制，比起 NSMutableDictionary 的手动维护生命周期，NSCache 更适合用来管理内存缓存。
@interface SDImageCache ()
@property (strong, nonatomic, nonnull) NSCache *memCache;
@end
  • 构造和策略：设定一些基础的缓存限制，比如缓存数量最大值和总内存最大值。
self.memCache = [[NSCache alloc] init];
self.memCache.name = @"SDImageCache";
self.memCache.countLimit = 100;
self.memCache.totalCostLimit = 1024 * 1024 * 100; // 100 MB

2. 磁盘缓存 (SDImageCache)

  • NSFileManager：磁盘缓存主要使用 NSFileManager 来进行文件的读写操作。
@interface SDImageCache ()
@property (strong, nonatomic, nonnull) NSString *diskCachePath;
@property (strong, nonatomic, nonnull) dispatch_queue_t ioQueue;
@end
  • 队列与异步操作：为了不阻塞主线程，磁盘 I/O 操作通常在一个独立的队列中执行。
self.ioQueue = dispatch_queue_create("com.hackemist.SDImageCache", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
  • 路径与文件管理：将图像数据写入指定的缓存路径，并根据 URL 生成唯一的文件名。
- (NSString *)cachedFileNameForKey:(NSString *)key {
    // Hashing the key to generate a unique file name
    const char *str = [key UTF8String];
    unsigned char r[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    CC_MD5(str, (CC_LONG)strlen(str), r);
    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]];
    return filename;
}

3. 图像下载 (SDWebImageDownloader)

  • NSURLSession：图像下载使用 NSURLSession 完成。对于每一个图像下载任务，SDWebImage 封装成 SDWebImageDownloaderOperation。
@interface SDWebImageDownloader ()
@property (strong, nonatomic, nonnull) NSOperationQueue *downloadQueue;
@property (strong, nonatomic, nonnull) NSURLSession *session;
@end
  • 配置和队列：初始化 NSURLSession 和下载队列。
- (instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        NSURLSessionConfiguration *config = [NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration];
        self.session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:config delegate:self delegateQueue:nil];
        self.downloadQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    }
    return self;
}

- (void)dealloc {
    [self.session invalidateAndCancel];
    self.session = nil;
}

4. 图像加载管理 (SDWebImageManager)

  • 缓存与下载协调者：SDWebImageManager 协调图像缓存和下载，并提供统一的 API。
- (void)loadImageWithURL:(NSURL *)url options:(SDWebImageOptions)options progress:(SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock completed:(SDInternalCompletionBlock)completedBlock {
    // First try to get image from cache
    [self.imageCache queryCacheOperationForKey:key done:^(UIImage * _Nullable cachedImage, NSData * _Nullable cachedData, SDImageCacheType cacheType) {
        // If image is found in cache, complete immediately
        if (cachedImage) {
            [self callCompletionBlockForCompletion:completedBlock image:cachedImage data:cachedData error:nil cacheType:cacheType finished:YES url:url];
            return;
        }
        // If not found in cache, download from network
        [self downloadImageWithURL:url options:options progress:progressBlock completed:completedBlock];
    }];
}

三、多线程管理

1. 内存和磁盘缓存的线程安全

  • 内部队列：SDImageCache 中为了保证线程安全性，内存缓存使用 NSCache 本身的线程安全性，而磁盘缓存则使用串行队列 ioQueue。
dispatch_async(self.ioQueue, ^{
    // Disk I/O operations
});

2. 下载操作的异步处理

SDWebImageDownloader 使用 NSURLSession 的代理方法进行异步下载，并将任务加入队列执行。

@interface SDWebImageDownloaderOperation : NSOperation <NSURLSessionDataDelegate, NSURLSessionTaskDelegate>
@property (strong, nonatomic, nonnull) NSURLSessionDataTask *dataTask;
@end

- (void)start {
    // Start the download task
    self.dataTask = [self.session dataTaskWithRequest:_request];
    [self.dataTask resume];
}

四、扩展与自定义

1. 自定义下载器和缓存器

用户可以自定义下载器和缓存器，替换默认实现：

SDWebImageDownloader *customDownloader = [SDWebImageDownloader sharedDownloader];
SDImageCache *customCache = [[SDImageCache alloc] initWithNamespace:@"customCache"];
SDWebImageManager *manager = [[SDWebImageManager alloc] initWithCache:customCache downloader:customDownloader];

2. 对 UIImageView 的扩展

SDWebImage 对 UIImageView 进行了扩展，使其支持直接加载网络图像。

@interface UIImageView (WebCache)
- (void)sd_setImageWithURL:(nullable NSURL *)url placeholderImage:(nullable UIImage *)placeholder;
@end

通过以上深入分析，我们可以看到 SDWebImage 是如何通过巧妙的缓存策略、高效的下载管理、线程的合理利用及其灵活的扩展能力，实现了一个高性能且易用的图像加载框架。理解这些细节不仅能帮助开发者更好地使用 SDWebImage，还能为实现类似功能提供有价值的参考。

标签：下载,缓存,self,iOS,SDImageCache,125,图像,SDWebImage
From： https://www.cnblogs.com/chglog/p/18307902

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