分析SDWebImage

作者: XLsn0w | 来源:发表于2016-09-08 11:27 被阅读112次

    SDWebImage托管在github上。https://github.com/rs/SDWebImage

    这个类库提供一个UIImageView类别以支持加载来自网络的远程图片。具有缓存管理、异步下载、同一个URL下载次数控制和优化等特征。

    SDWebImage作为目前最受欢迎的图片下载第三方框架,使用率很高。但是你真的会用吗?本文接下来将通过例子分析如何合理使用SDWebImage。

    使用场景:自定义的UITableViewCell上有图片需要显示,要求网络网络状态为WiFi时,显示图片高清图;网络状态为蜂窝移动网络时,显示图片缩略图。如下图样例:

    图中显示的图片符合根据网络状态下载要求

    由于要监听网络状态,在这里笔者推荐使用AFNetWorking。

    1)在GitHub或者利用cocoaPod给项目导入第三方框架AFNetWorking。

    2)在AppDelegate.m文件中的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法中监听网络状态。

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    12// AppDelegate.m 文件中

    - (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions

    {

    // 监控网络状态

    [[AFNetworkReachabilityManager sharedManager] startMonitoring];

    }

    // 以下代码在需要监听网络状态的方法中使用

    AFNetworkReachabilityManager *mgr = [AFNetworkReachabilityManager sharedManager];

    if(mgr.isReachableViaWiFi)     {// 在使用Wifi, 下载原图

    }else{// 其他,下载小图

    }

    }

    这时就会有iOS学习者开始抱怨:这不是很简单吗?于是三下五除二写完了以下代码。

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    12// 利用MVC,在设置cell的模型属性时候,下载图片

    - setItem:(CustomItem *)item

    {

    _item = item;

    UIImage *placeholder = [UIImage imageNamed:@"placeholderImage"];

    AFNetworkReachabilityManager *mgr = [AFNetworkReachabilityManager sharedManager];

    if(mgr.isReachableViaWiFi) {// 在使用Wifi, 下载原图

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.originalImage] placeholderImage:placeholder];

    }else{// 其他,下载小图

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.thumbnailImage] placeholderImage:placeholder];

    }

    }

    此时,确实能完成基本的按照当前网络状态下载对应的图片,但是真实开发中,这样其实是不合理的。以下是需要注意的细节:

    1)SDWebImage会自动帮助开发者缓存图片(包括内存缓存,沙盒缓存),所以我们需要设置用户在WiFi环境下下载的高清图,下次在蜂窝网络状态下打开应用也应显示高清图,而不是去下载缩略图。

    2)许多应用设置模块带有一个功能:移动网络环境下仍然显示高清图。这个功能其实是将设置记录在沙盒中,关于数据保存到本地,可以查看本人另一篇简书首页文章:iOS本地数据存取,看这里就够了

    3)当用户处于离线状态时候,无法合理处理业务。

    于是,开始加以改进。为了让读者你更容易理解,我先贴出伪代码:

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    32- setItem:(CustomItem *)item

    {

    _item = item;

    if(缓存中有原图)

    {

    self.imageView.image = 原图;

    }else

    {

    if(Wifi环境)

    {

    下载显示原图

    }elseif(手机自带网络)

    {

    if(3G\4G环境下仍然下载原图)

    {

    下载显示原图

    }else

    {

    下载显示小图

    }

    }else

    {

    if(缓存中有小图)

    {

    self.imageView.image = 小图;

    }else// 处理离线状态

    {

    self.imageView.image = 占位图片;

    }

    }

    }

    }

    实现上面的伪代码:读者可以一一对应上面的伪代码。练习的时候推荐先写伪代码,再写真实代码

    多多注意“注释”解释。

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    34- setItem:(CustomItem *)item

    {

    _item = item;

    // 占位图片

    UIImage *placeholder = [UIImage imageNamed:@"placeholderImage"];

    // 从内存\沙盒缓存中获得原图,

    UIImage *originalImage = [[SDImageCache sharedImageCache] imageFromDiskCacheForKey:item.originalImage];

    if(originalImage) {// 如果内存\沙盒缓存有原图,那么就直接显示原图(不管现在是什么网络状态)

    self.imageView.image = originalImage;

    }else{// 内存\沙盒缓存没有原图

    AFNetworkReachabilityManager *mgr = [AFNetworkReachabilityManager sharedManager];

    if(mgr.isReachableViaWiFi) {// 在使用Wifi, 下载原图

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.originalImage] placeholderImage:placeholder];

    }elseif(mgr.isReachableViaWWAN) {// 在使用手机自带网络

    //     用户的配置项假设利用NSUserDefaults存储到了沙盒中

    //    [[NSUserDefaults standardUserDefaults] setBool:NO forKey:@"alwaysDownloadOriginalImage"];

    //    [[NSUserDefaults standardUserDefaults] synchronize];

    #warning 从沙盒中读取用户的配置项:在3G\4G环境是否仍然下载原图

    BOOL alwaysDownloadOriginalImage = [[NSUserDefaults standardUserDefaults] boolForKey:@"alwaysDownloadOriginalImage"];

    if(alwaysDownloadOriginalImage) {// 下载原图

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.originalImage] placeholderImage:placeholder];

    }else{// 下载小图

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.thumbnailImage] placeholderImage:placeholder];

    }

    }else{// 没有网络

    UIImage *thumbnailImage = [[SDImageCache sharedImageCache] imageFromDiskCacheForKey:item.thumbnailImage];

    if(thumbnailImage) {// 内存\沙盒缓存中有小图

    self.imageView.image = thumbnailImage;

    }else{// 处理离线状态,而且有没有缓存时的情况

    self.imageView.image = placeholder;

    }

    }

    }

    }

    解决了吗?真正的坑才刚刚开始。

    在表述上述代码的坑之前,我们先来分析一下UITableViewCell的缓存机制。

    请看下图:有一个tableView正在同时显示三个UITableViewCell,每个tableViewCell包含一个imageView的子控件,而且每个cell都有一个对应的模型属性用来设置imageView的图片内容。

    注意:由于没有cell被推出屏幕,此时缓存池为空。

    cell还没有被推入缓存池

    当有一个cell被推到屏幕之外时,系统会自动将这个cell放入自动缓存池。注意:cell对应的UIImage图片数据模型并没有清空!还是指向上一个使用的cell。

    cell被放入缓存池

    当下一个cell进入屏幕,系统会根据tableView注册的标识找到对应的cell,拿来应用。上述进入缓存池的cell被重新添加进tableView,在tableView的Data Source方法tableView: cellForRowAtIndexPath:中设置改cell对应的模型数据,此时cell对应的如图:

    cell被放入缓存池

    以上就是tableView重用机制的简单介绍。

    重新回来,那么上面所说的真正的坑在哪呢?

    用一个场景来描述一下吧:当用户所处环境WiFi网速不够快(不能立即将图片下载完毕),而在上述代码,在WiFi环境下又是下载高清大图。所以需要一定的时间来完成下载。而就在此时,用户不愿等,想看看上次打开App时显示的图片,此时用户会滑到处于下面的cell来查看。注意:此时,上面的cell下载图片操作并没有暂停,还在处于下载图片状态中。当用户在查看上次打开App的显示图片时(上次打开App下载完成的图片,SDWebImage会帮我们缓存,不用下载),而正好需要显示上次打开App时的图片的cell是利用tableView重用机制而从缓存池中拿出来的cell,等到处于上面的cell的高清大图已经下载好了的时候,SDWebImage默认做法是,立马把下载好的图片设置给ImageView,所以我们这时候会在底下的显示的cell显示上面的图片,造成数据错乱,这是非常严重的BUG。

    那么该如何解决这个棘手的问题呢?

    如果我们能在cell被从缓存池中拿出来使用的时候,将这个cell放入缓存池之前的下载操作移除,那么就不会出现数据错乱了。

    这时候你可能会问我:怎么移除下载操作?下载操作不是SDWebImage帮我们做的吗?

    说的没错,确实是SDWebImage帮我们下载图片的,我们来扒一扒SDWebImage源码,看看他是怎么完成的。

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    50- (void)sd_setImageWithURL:(NSURL *)url placeholderImage:(UIImage *)placeholder options:(SDWebImageOptions)options progress:(SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock completed:(SDWebImageCompletionBlock)completedBlock {

    // 关闭当前图片的下载操作

    [self sd_cancelCurrentImageLoad];

    objc_setAssociatedObject(self, &imageURLKey, url, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);

    if(!(options & SDWebImageDelayPlaceholder)) {

    dispatch_main_async_safe(^{

    self.image = placeholder;

    });

    }

    if(url) {

    // check if activityView is enabled or not

    if([self showActivityIndicatorView]) {

    [self addActivityIndicator];

    }

    __weak __typeof(self)wself = self;

    id  operation = [SDWebImageManager.sharedManager downloadImageWithURL:url options:options progress:progressBlock completed:^(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, BOOL finished, NSURL *imageURL) {

    [wself removeActivityIndicator];

    if(!wself)return;

    dispatch_main_sync_safe(^{

    if(!wself)return;

    if(image && (options & SDWebImageAvoidAutoSetImage) && completedBlock)

    {

    completedBlock(image, error, cacheType, url);

    return;

    }

    elseif(image) {

    wself.image = image;

    [wself setNeedsLayout];

    }else{

    if((options & SDWebImageDelayPlaceholder)) {

    wself.image = placeholder;

    [wself setNeedsLayout];

    }

    }

    if(completedBlock && finished) {

    completedBlock(image, error, cacheType, url);

    }

    });

    }];

    [self sd_setImageLoadOperation:operation forKey:@"UIImageViewImageLoad"];

    }else{

    dispatch_main_async_safe(^{

    [self removeActivityIndicator];

    if(completedBlock) {

    NSError *error = [NSError errorWithDomain:SDWebImageErrorDomain code:-1 userInfo:@{NSLocalizedDescriptionKey : @"Trying to load a nil url"}];

    completedBlock(nil, error, SDImageCacheTypeNone, url);

    }

    });

    }

    }

    我们惊奇的发现,原来SDWebImage在下载图片时,第一件事就是关闭imageView当前的下载操作!

    是不是开始感叹SDWebImage多么神奇了?没错,我们只需要把我们写的那段代码所有的直接访问本地缓存代码利用SDWebImage进行设置就OK了!

    下面就是完成版代码。

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    34- setItem:(CustomItem *)item

    {

    _item = item;

    // 占位图片

    UIImage *placeholder = [UIImage imageNamed:@"placeholderImage"];

    // 从内存\沙盒缓存中获得原图

    UIImage *originalImage = [[SDImageCache sharedImageCache] imageFromDiskCacheForKey:item.originalImage];

    if(originalImage) {// 如果内存\沙盒缓存有原图,那么就直接显示原图(不管现在是什么网络状态)

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.originalImage] placeholderImage:placeholder];

    }else{// 内存\沙盒缓存没有原图

    AFNetworkReachabilityManager *mgr = [AFNetworkReachabilityManager sharedManager];

    if(mgr.isReachableViaWiFi) {// 在使用Wifi, 下载原图

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.originalImage] placeholderImage:placeholder];

    }elseif(mgr.isReachableViaWWAN) {// 在使用手机自带网络

    //     用户的配置项假设利用NSUserDefaults存储到了沙盒中

    //    [[NSUserDefaults standardUserDefaults] setBool:NO forKey:@"alwaysDownloadOriginalImage"];

    //    [[NSUserDefaults standardUserDefaults] synchronize];

    #warning 从沙盒中读取用户的配置项:在3G\4G环境是否仍然下载原图

    BOOL alwaysDownloadOriginalImage = [[NSUserDefaults standardUserDefaults] boolForKey:@"alwaysDownloadOriginalImage"];

    if(alwaysDownloadOriginalImage) {// 下载原图

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.originalImage] placeholderImage:placeholder];

    }else{// 下载小图

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.thumbnailImage] placeholderImage:placeholder];

    }

    }else{// 没有网络

    UIImage *thumbnailImage = [[SDImageCache sharedImageCache] imageFromDiskCacheForKey:item.thumbnailImage];

    if(thumbnailImage) {// 内存\沙盒缓存中有小图

    [self.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:item.thumbnailImage] placeholderImage:placeholder];

    }else{

    [self.imageView sd_setImageWithURL:nil placeholderImage:placeholder];

    }

    }

    }

    }

    本文就介绍到这里,如有疑问或错误,欢迎指出。

    使用示范的代码:

    UITableView使用UIImageView+WebCache类(基本应用,UIImageView的一个category)

    前提#import导入UIImageView+WebCache.h文件,然后在tableview的cellForRowAtIndexPath:方法下:

    - (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableViewcellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {

    staticNSString *MyIdentifier =@"MyIdentifier";

    UITableViewCell *cell = [tableViewdequeueReusableCellWithIdentifier:MyIdentifier];

    if(cell == nil) {

    cell = [[[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:MyIdentifier] autorelease];

    }

    // Here we use the new provided setImageWithURL: method to load the web image

    [cell.imageViewsetImageWithURL:[NSURL URLWithString:@"http://www.domain.com/path/to/image.jpg"] placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"placeholder.png"]];

    cell.textLabel.text =@"My Text";

    returncell;

    }

    基本代码:[imageView setImageWithURL:[NSURL URLWithString:@"http://www.domain.com/path/image.jpg"]];

    使用SDWebImageManager类:可以进行一些异步加载的工作。

    SDWebImageManager *manager = [SDWebImageManager sharedManager];

    UIImage *cachedImage = [manager imageWithURL:url];// 将需要缓存的图片加载进来

    if(cachedImage) {

    // 如果Cache命中,则直接利用缓存的图片进行有关操作

    // Use the cached image immediatly

    }else{

    // 如果Cache没有命中,则去下载指定网络位置的图片,并且给出一个委托方法

    // Start an async download

    [manager downloadWithURL:urldelegate:self];

    }

    当然你的类要实现SDWebImageManagerDelegate协议,并且要实现协议的webImageManager:didFinishWithImage:方法。

    // 当下载完成后,调用回调方法,使下载的图片显示

    - (void)webImageManager:(SDWebImageManager *)imageManager didFinishWithImage:(UIImage *)image {

    // Do something with the downloaded image

    }

    独立的异步图像下载

    可能会单独用到异步图片下载,则一定要用downloaderWithURL:delegate:来建立一个SDWebImageDownloader实例。

    downloader = [SDWebImageDownloader downloaderWithURL:urldelegate:self];

    这样SDWebImageDownloaderDelegate协议的方法imageDownloader:didFinishWithImage:被调用时下载会立即开始并完成。

    独立的异步图像缓存

    SDImageCache类提供一个创建空缓存的实例,并用方法imageForKey:来寻找当前缓存。

    UIImage *myCachedImage = [[SDImageCache sharedImageCache] imageFromKey:myCacheKey];

    存储一个图像到缓存是使用方法storeImage: forKey:

    [[SDImageCache sharedImageCache] storeImage:myImage forKey:myCacheKey];

    默认情况下,图像将被存储在内存缓存和磁盘缓存中。如果仅仅是想内存缓存中,要使用storeImage:forKey:toDisk:方法的第三个参数带一负值

    来替代。

    SDWebImage支持异步的图片下载+缓存,提供了UIImageView+WebCacha的 category,方便使用。纪录一下 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⋯⋯

    目前不明白为什么要做这么道工序。(现在清楚了,功能解释见下文)

    有趣的点:

    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。

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        本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/unysettx.html