【iOS】SDWebImage的实现原理

SDWebImage是我们在日常开发中常用的一个图片加载库。它都有什么功能呢？

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；

6后天图片解压处理；

7.确保同样的图片url不会下载多次；

8.确保伪造的图片url不会重复尝试下载；

9.确保主线程不会阻塞

基本使用：

// 常用简单设置
 [cell.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:app.icon] placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"placehoder"]];

// 设置图片并计算下载进度
/*

     第一个参数：要下载图片的url地址

     第二个参数：设置该imageView的占位图片

     第三个参数：传一个枚举值，告诉程序你下载图片的策略是什么

     第一个block块：获取当前图片数据的下载进度

         receivedSize：已经下载完成的数据大小

         expectedSize：该文件的数据总大小

     第二个block块：当图片下载完成之后执行该block中的代码

         image:下载得到的图片数据

         error:下载出现的错误信息

         SDImageCacheType：图片的缓存策略（不缓存，内存缓存，沙盒缓存）

         imageURL：下载的图片的url地址

     */

[cell.imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:app.icon] placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"placehoder"] options:SDWebImageRetryFailed progress:^(NSInteger receivedSize, NSInteger expectedSize) {

        //计算当前图片的下载进度

        NSLog(@"%.2f",1.0 *receivedSize / expectedSize);

    } completed:^(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, NSURL *imageURL) {

    }];

// 系统级内存警告如何处理（面试重点）

//取消当前正在进行的所有下载操作
[[SDWebImageManager sharedManager] cancelAll];
//清除缓存数据
//cleanDisk：删除过期的文件数据，计算当前未过期的已经下载的文件数据的大小，如果发现该数据大小大于我们设置的最大缓存数据大小，那么程序内部会按照按文件数据缓存的时间从远到近删除，知道小于最大缓存数据为止。
    //clearMemory:直接删除文件，重新创建新的文件夹
    [[SDWebImageManager sharedManager].imageCache cleanDisk];

    [[SDWebImageManager sharedManager].imageCache clearMemory];

// SDWebImage默认缓存时间是一周

// 如何播放Gif图片
 /*

    1 把用户传入的gif图片->NSData

    2 根据该Data创建一个图片数据源（NSData->CFImageSourceRef）

    3 计算该数据源中一共有多少帧，把每一帧数据取出来放到图片数组中

    4 根据得到的数组+计算的动画时间-》可动画的image

    [UIImage animatedImageWithImages:images duration:duration];

    */

// 如何判断当前图片类型，只判断图片二进制数据的第一个字节
 + (NSString *)sd_contentTypeForImageData:(NSData *)data;

// 内部如何进行缓存处理？
// 使用了NSCache类，使用和NSDictionary类似

//  沙盒缓存图片的命名方式为对该图片的URL进行MD5加密  echo -n "url" |MD5

//  当接收到内存警告之后，内部会自动清理内存缓存

//  图片的下载顺序，默认是先进先出的

 内部结构

 

SDWebImageManger是由一个SDWebImageDownloader(负责下载网络图片),SDImageCache(一个处理缓存的类)共同构成的类
SDWebImage提供了如下三个category来进行缓存。MKAnnotationView + WebCache 地图大头针、UIButton + WebCache 给按钮设置图片、UIImageView + WebCache imageView的图片

加载图片流程   

1.入口方法
setImageWithURL :placeholderImage: options:
这个方法默认情况下先显示 placeholderImage ，同时由SDWebImageManager根据 URL 来在本地查找图片。
2.进入方法
SDWebImageManager: downloadWithURL:delegate:options:userInfo:
SDWebImageManager是将UIImageView+WebCache同SDImageCache链接起来的类，图片缓存是在内存缓存一份,在磁盘缓存一份.
SDImageCache： queryDiskCacheForKey:delegate:userInfo:
用来（根据CacheKey）查找图片是否已经在内存缓存中
3.首先在缓存中查找。如果内存中已经有图片缓存，SDWebImageManager会回调
SDImageCacheDelegate : imageCache:didFindImage:forKey:userInfo:
4.而UIImageView+WebCache则回调
SDWebImageManagerDelegate: webImageManager:didFinishWithImage:前端来显示图片。
5.如果内存中没有图片缓存，那么生成 NSInvocationOperation添加到队列，从硬盘查找图片是否已被下载缓存。
6.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:。
7.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）。然后SDImageCacheDelegate回调 
imageCache:didFindImage:forKey:userInfo:。进而回调展示图片。
8.如果从硬盘缓存目录没有读取到图片,说明所有缓存都不存在该图片，需要下载图片，回调 
imageCache:didNotFindImageForKey:userInfo:。
9.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。
10.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。
11.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。
12.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。
13.通知所有的 downloadDelegates 下载完成，回调给需要的地方展示图片。
14.将图片保存到 SDImageCache中，内存缓存和磁盘缓存同时进行保存。写文件到磁盘在单独 NSInvocationOperation中完成，避免拖慢主线程。
15.如果是在iOS上运行，SDImageCache 在初始化的时候会注册notification 到 UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification以及UIApplicationWillTerminateNotification,在内存警告的时候清理内存图片缓存，应用结束的时候清理过期图片。
16.SDWebImagePrefetcher可以预先下载图片，方便后续使用。

SDWebImage在清理图片缓存时的原理：

- (void)applicationDidReceiveMemoryWarning:(UIApplication *)application {
    /**
     *如果接收到内存警告，那么应该清空内存缓存，然后停止当前所有的下载操作
        cleanDisk：清除已经过期的图片
        cleanDisk：删除缓存目录中所有的缓存图片（内部就是删除了整个文件夹，再重新创建一个）
        SDWebImage默认的缓存时间是多长：1星期
        SDWebImage是如何播放gif图片的：取出gif中的每一帧图片，重新生成新的可动画的图片
     */
    [[SDWebImageManager sharedManager].imageCache clearMemory];
    // 取消所有的下载
    [[SDWebImageManager sharedManager] cancelAll];
}

SDWebImage在cleanMemary(清除缓存)时的运行原理：

遍历缓存目录,删除所有过期图片

统计没有过期的图片的总大小

判断没有过期的图片的总大小是否超过了最大的缓存大小

如果过期图片超过缓存总大小就会继续删除没有过期的图片,从大到小的删除

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
clearDisk （NSCache）清空磁盘缓存，将所有缓存目录中的文件，全部删除！ 实际工作，将缓存目录直接删除，再次创建一个同名空目录！cleanDisk （接收到应用程序将要终止通知）清理磁盘缓存策略
cleanDisk执行过程：
1.获取磁盘路径URL，根据路径获取资源(存入NSArray)
2.定义一个可变字典，记录所有缓存文件
3.定义一个可变数组，遍历资源，将过期文件记录到可变数组里边，累加文件的总大小，然后遍历过期文件数组删除过期文件
4.如果剩余磁盘缓存空间超出最大限额，再次执行清理操作，删除最早的文件 循环依次删除文件，直到低于期望的缓存限额，SDWebimage里边的期望限额为最大限额的一半