IOS-SDWebImage 底层实现原理

SDWebImage 加载图片的流程

入口 setImageWithURL:placeholderImage:options: 会先把 placeholderImage 显示，然后 SDWebImageManager 根据 URL 开始处理图片。

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。

SDWebImageManagerDelegate 回调 webImageManager:didFinishWithImage: 到 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。

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。

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:。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

SDWebImagePrefetcher 可以预先下载图片，方便后续使用

SDWebImage库的作用

通过对UIImageView的类别扩展来实现异步加载替换图片的工作。

主要用到的对象：

1、UIImageView (WebCache)类别，入口封装，实现读取图片完成后的回调

2、SDWebImageManager，对图片进行管理的中转站，记录那些图片正在读取。

向下层读取Cache（调用SDImageCache），或者向网络读取对象（调用SDWebImageDownloader） 。

实现SDImageCache和SDWebImageDownloader的回调。

3、SDImageCache，根据URL的MD5摘要对图片进行存储和读取（实现存在内存中或者存在硬盘上两种实现）

实现图片和内存清理工作。

4、SDWebImageDownloader，根据URL向网络读取数据（实现部分读取和全部读取后再通知回调两种方式）

其他类：

SDWebImageDecoder，异步对图像进行了一次解压⋯⋯

解惑

1、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。

2、为啥必须做Decoder?

通过这个博客：http://www.cocoanetics.com/2011/10/avoiding-image-decompression-sickness/

现在明白了，由于UIImage的imageWithData函数是每次画图的时候才将Data解压成ARGB的图像，

所以在每次画图的时候，会有一个解压操作，这样效率很低，但是只有瞬时的内存需求。

为了提高效率通过SDWebImageDecoder将包装在Data下的资源解压，然后画在另外一张图片上，这样这张新图片就不再需要重复解压了。

这种做法是典型的空间换时间的做法。

SDWebImage是一个图片缓存的框架。相较于AFNetworking集成的UIImageView+AFNetworking.h，对于图片的缓存实际应用的是NSURLCache自带的cache机制。

NSURLCache每次都要把缓存的raw data 再转化为UIImage，就带来了数据处理和内存方面的更多操作。

SDWebImage的缓存由SDImageCache类来实现，这是一个单例类，该类负责处理内存缓存及一个可选的磁盘缓存，其中磁盘缓存的写操作是异步的，这样就不会对UI操作造成影响。此外还提供了若干属性和接口来配置和操作缓存对象。包含以下功能：

1.提供UIImageView的一个分类，以支持网络图片的加载与缓存管理

2.一个异步的图片加载器

3.一个异步的内存+磁盘图片缓存

4.支持GIF图片

5.支持WebP图片

6.后台图片解压缩处理

7.确保同一个URL的图片不被下载多次

8.确保虚假的URL不会被反复加载

9.确保下载及缓存时，主线程不被阻塞

SDWebImage底层实现原理：

SDWebImage有沙盒缓存机制，主要由三块组成

1.内存图片缓存

2.内存操作缓存

3.磁盘沙盒缓存

SDWebImage的大部分工作是由缓存对象SDImageCache和异步下载器管理对象SDWebImageManager来完成的。SDWebImage的图片下载是由SDWebImageDownloader这个类来实现的，它是一个异步下载管理器，下载过程中增加了对图片加载做了优化的处理。而真正实现图片下载的是自定义的一个Operation操作，将该操作加入到下载管理器的操作队列downloadQueue中，Operation操作依赖系统提供的NSURLConnection类实现图片的下载。

SDWebImage提供了对图片缓存的支持，而该功能是由SDImageCache类来完成的。该类负责处理内存缓存及一个可选的磁盘缓存。内存缓存的处理是使用NSCache对象来实现的。NSCache是一个类似于集合的容器。它存储key-value对，这一点类似于NSDictionary类，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。我们通常用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，因为它们的值不需要重新计算。另外一方面，这些对象对于程序来说不是紧要的，在内存紧张时会被丢弃。

磁盘缓存的处理则是使用NSFileManager对象来实现的。图片存储的位置是位于Cache文件夹。另外，SDImageCache还定义了一个串行队列，来异步存储图片。

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。使用Decoder 是因为UIImage的imageWithData函数是每次画图的时候才将Data解压成ARGB的图像，

所以在每次画图的时候，会有一个解压操作，这样效率很低，但是只有瞬时的内存需求。

为了提高效率通过SDWebImageDecoder将包装在Data下的资源解压，然后画在另外一张图片上，这样这张新图片就不再需要重复解压了。是典型的空间换时间的做法。

SDWebImage的原理

1.使用

-(void)sd_setImageWithURL:(NSURL )url placeholderImage:(UIImage )placeholder options:(SDWebImageOptions)options;

会先把 placeholderImage 显示，然后 SDWebImageManager 根据 URL 开始处理图片。

2.进入 SDWebImageManager

-downloadWithURL:options:progress:completed:

交给 SDImageCache 从缓存查找图片是否已经下载。

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，取缓存，没有从- (UIImage )diskImageForKey:(NSString )key去磁盘缓存中去查找，根据 URLKey 在硬盘缓存目录下尝试读取图片文件。在磁盘缓存中找到后，同时更新置内存缓存中（如果空闲内存过小，会先清空内存缓存），有回调则调用doneBlock回调。

4.找到了就从SDWebImageQueryCompletedBlock到 UIImageView+WebCache 等前端展示图片。

5.如果从硬盘缓存目录读取不到图片，说明不存在该图片，需要下载图片，共享或重新生成一个下载器 SDWebImageDownloader 开始下载图片。 图片下载由 NSURLSession 来做，实现相关 delegate 来判断图片下载中、下载完成和下载失败。

6.URLSession:didReceiveData: 中利用 ImageIO 做了按图片下载进度加载效果。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，最好也在这里完成，效率会好很多。

8.在主线程 SDWebImageDownloaderCompletedBlock里处理解码完成后的操作。回调给需要的地方展示图片。

9.从SDWebImageDownloaderProgressBlock 回调给 SDWebImageManager 告知图片下载信息。

10.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。

11.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。

12.SDWebImage 也提供了 UIButton+WebCache 和 MKAnnotationView+WebCache方便使用。 SDWebImagePrefetcher 可以预先下载图片，方便后续使用。

SDWebImage 使用

常用到的对象：

1、UIImageView (WebCache)类别，入口封装，实现读取图片完成后的回调。

2、SDWebImageManager，对图片进行管理的中转站，记录那些图片正在读取。

向下层读取Cache（调用SDImageCache），或者向网络读取对象（调用SDWebImageDownloader） 。

实现SDImageCache和SDWebImageDownloader的回调。

3、SDImageCache，根据URL的MD5摘要对图片进行存储和读取（实现存在内存中或者存在硬盘上两种实现）

实现图片和内存清理工作。

4、SDWebImageDownloader，根据URL向网络读取数据（实现部分读取和全部读取后再通知回调两种方式）

5、SDWebImageDecoder，异步对图像进行了一次解压

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