这篇文章将主要介绍SDWebImage针对于获取网络图片的原理和缓存机制，当然我只是用文字去介绍大体的一个流程，学无止境，需要更详细东西的朋友自行百度深入了解。
先介绍一下两个重要的功能
1. 独立的异步图像下载
- (id <SDWebImageOperation>)downloadImageWithURL:(NSURL *)url options:(SDWebImageOptions)options progress:(SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock completed:(SDWebImageCompletionWithFinishedBlock)completedBlock;
上面函数用来建立一个SDWebImageDownLoader的实例。利用下载进度的回调和下载完成的回调，可以在回调完成进度条相关的操作和显示图片相关的操作。
2. 独立的异步图像缓存
(存、取、删的详细代码介绍附在最后)
SDImageCache *imageCache = [SDImageCache sharedImageCache];
SDImageCache类提供一个管理缓存的单例类。查找和缓存图片时简单理解为以URL作为key。(先查找图片缓存，如果缓存不存在该图片，再查找沙盒；查找沙盒时，以URL组合成文件路径进行的MD5值作为key).
查找图片：
UIImage *cacheImage = [imageCache mageFromKey:myCacheKey];
缓存图片：
[imageCache storeImage:myImage forKey:myCacheKey];
默认情况下，图片是被存储到内存缓存和磁盘缓存中的。如果仅仅是想缓存到内存中，可以用下面方法：
storeImage: forKey: toDisk:
第三个参数传NO即可。
主要用到的对象：
UIImageView(WebCache)入口封装，实现读取图片完成后的回调。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。SDImageCache,根据URL作为key，对图片进行存储和读取（存在内存（以URL作为key）和存在硬盘两种（以URL组合成文件路径进行的MD5值作为key））。实现图片和内存清理工作。
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类中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 ｀NSURLSession ｀
添加到队列，开始从沙盒查找图片是否已经缓存。根据 URL组合成的Key在沙河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:。如果上一操作从沙盒读取到了图片，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。如果从沙盒目录读取不到图片，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。
15.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，内存缓存和沙盒缓存同时保存。写文件到沙盒也在以单独NSOperation完成，避免拖慢主线程。
18.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。
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，但是需要重新计算(recalculate)或者data为空
// 那就要根据image重新生成新的data
// 不过要是连image也为空的话，那就别存了
if (image && (recalculate || !data)) {
#if TARGET_OS_IPHONE
// 我们需要判断image是PNG还是JPEG
// PNG的图片很容易检测出来，因为它们有一个特定的标示 (http://www.w3.org/TR/PNG-Structure.html)
// PNG图片的前8个字节不许符合下面这些值(十进制表示)
// 137 80 78 71 13 10 26 10
// 如果imageData为空l (举个例子，比如image在下载后需要transform，那么就imageData就会为空)
// 并且image有一个alpha通道, 我们将该image看做PNG以避免透明度(alpha)的丢失（因为JPEG没有透明色）
int alphaInfo = CGImageGetAlphaInfo(image.CGImage);// 获取image中的透明信息
// 该image中确实有透明信息，就认为image为PNG
BOOL hasAlpha = !(alphaInfo == kCGImageAlphaNone ||
alphaInfo == kCGImageAlphaNoneSkipFirst ||
alphaInfo == kCGImageAlphaNoneSkipLast);
BOOL imageIsPng = hasAlpha;
// 但是如果我们已经有了imageData，我们就可以直接根据data中前几个字节判断是不是PNG
if ([imageData length] >= [kPNGSignatureData length]) {
// ImageDataHasPNGPreffix就是为了判断imageData前8个字节是不是符合PNG标志
imageIsPng = ImageDataHasPNGPreffix(imageData);
}
// 如果image是PNG格式，就是用UIImagePNGRepresentation将其转化为NSData，否则按照JPEG格式转化，并且压缩质量为1，即无压缩
if (imageIsPng) {
data = UIImagePNGRepresentation(image);
}
else {
data = UIImageJPEGRepresentation(image, (CGFloat)1.0);
}
#else
// 当然，如果不是在iPhone平台上，就使用下面这个方法。不过不在我们研究范围之内
data = [NSBitmapImageRep representationOfImageRepsInArray:image.representations usingType: NSJPEGFileType properties:nil];
#endif
}
// 获取到需要存储的data后，下面就要用fileManager进行存储了
if (data) {
// 首先判断disk cache的文件路径是否存在，不存在的话就创建一个
// disk cache的文件路径是存储在_diskCachePath中的
if (![_fileManager fileExistsAtPath:_diskCachePath]) {
[_fileManager createDirectoryAtPath:_diskCachePath withIntermediateDirectories:YES attributes:nil error:NULL];
}
// 根据image的key(一般情况下理解为image的url)组合成最终的文件路径
// 上面那个生成的文件路径只是一个文件目录，就跟/cache/images/img1.png和cache/images/的区别一样
NSString *cachePathForKey = [self defaultCachePathForKey:key];
// 这个url可不是网络端的url，而是file在系统路径下的url
// 比如/foo/bar/baz --------> file:///foo/bar/baz
NSURL *fileURL = [NSURL fileURLWithPath:cachePathForKey];
// 根据存储的路径(cachePathForKey)和存储的数据(data)将其存放到iOS的文件系统
[_fileManager createFileAtPath:cachePathForKey contents:data attributes:nil];
// disable iCloud backup
if (self.shouldDisableiCloud) {
[fileURL setResourceValue:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:NSURLIsExcludedFromBackupKey error:nil];
}
}
});
}
}
取：
内存缓存使用NSCache的objectForKey取数据：
- (UIImage *)imageFromMemoryCacheForKey:(NSString *)key {
return [self.memCache objectForKey:key];
}
磁盘取数据 不断用 dataWithContentsOfFile来试数据是否在key对应的路径中
- (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;
}
删：
- removeImageForKeyfromDisk:withCompletion: // 异步地将image从缓存(内存缓存以及可选的磁盘缓存)中移除
- clearMemory // 清楚内存缓存上的所有image
- clearDisk // 清除磁盘缓存上的所有image
- cleanDisk // 清除磁盘缓存上过期的image
看其中最长的一个：
// 实现了一个简单的缓存清除策略：清除修改时间最早的file
- (void)cleanDiskWithCompletionBlock:(SDWebImageNoParamsBlock)completionBlock {
dispatch_async(self.ioQueue, ^{
// 这两个变量主要是为了下面生成NSDirectoryEnumerator准备的
// 一个是记录遍历的文件目录，一个是记录遍历需要预先获取文件的哪些属性
NSURL *diskCacheURL = [NSURL fileURLWithPath:self.diskCachePath isDirectory:YES];
NSArray *resourceKeys = @[NSURLIsDirectoryKey, NSURLContentModificationDateKey, NSURLTotalFileAllocatedSizeKey];
// 递归地遍历diskCachePath这个文件夹中的所有目录，此处不是直接使用diskCachePath，而是使用其生成的NSURL
// 此处使用includingPropertiesForKeys:resourceKeys，这样每个file的resourceKeys对应的属性也会在遍历时预先获取到
// NSDirectoryEnumerationSkipsHiddenFiles表示不遍历隐藏文件
NSDirectoryEnumerator *fileEnumerator = [_fileManager enumeratorAtURL:diskCacheURL
includingPropertiesForKeys:resourceKeys
options:NSDirectoryEnumerationSkipsHiddenFiles
errorHandler:NULL];
// 获取文件的过期时间，SDWebImage中默认是一个星期
// 不过这里虽然称*expirationDate为过期时间，但是实质上并不是这样。
// 其实是这样的，比如在2015/12/12/00:00:00最后一次修改文件，对应的过期时间应该是
// 2015/12/19/00:00:00，不过现在时间是2015/12/27/00:00:00，我先将当前时间减去1个星期，得到
// 2015/12/20/00:00:00，这个时间才是我们函数中的expirationDate。
// 用这个expirationDate和最后一次修改时间modificationDate比较看谁更晚就行。
NSDate *expirationDate = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:-self.maxCacheAge];
// 用来存储对应文件的一些属性，比如文件所需磁盘空间
NSMutableDictionary *cacheFiles = [NSMutableDictionary dictionary];
// 记录当前已经使用的磁盘缓存大小
NSUInteger currentCacheSize = 0;
// 在缓存的目录开始遍历文件. 此次遍历有两个目的:
//
// 1. 移除过期的文件
// 2. 同时存储每个文件的属性（比如该file是否是文件夹、该file所需磁盘大小，修改时间）
NSMutableArray *urlsToDelete = [[NSMutableArray alloc] init];
for (NSURL *fileURL in fileEnumerator) {
NSDictionary *resourceValues = [fileURL resourceValuesForKeys:resourceKeys error:NULL];
// 当前扫描的是目录，就跳过
if ([resourceValues[NSURLIsDirectoryKey] boolValue]) {
continue;
}
// 移除过期文件
// 这里判断过期的方式：对比文件的最后一次修改日期和expirationDate谁更晚，如果expirationDate更晚，就认为该文件已经过期，具体解释见上面
NSDate *modificationDate = resourceValues[NSURLContentModificationDateKey];
if ([[modificationDate laterDate:expirationDate] isEqualToDate:expirationDate]) {
[urlsToDelete addObject:fileURL];
continue;
}
// 计算当前已经使用的cache大小，
// 并将对应file的属性存到cacheFiles中
NSNumber *totalAllocatedSize = resourceValues[NSURLTotalFileAllocatedSizeKey];
currentCacheSize += [totalAllocatedSize unsignedIntegerValue];
[cacheFiles setObject:resourceValues forKey:fileURL];
}
for (NSURL *fileURL in urlsToDelete) {
// 根据需要移除文件的url来移除对应file
[_fileManager removeItemAtURL:fileURL error:nil];
}
// 如果我们当前cache的大小已经超过了允许配置的缓存大小，那就删除已经缓存的文件。
// 删除策略就是，首先删除修改时间更早的缓存文件
if (self.maxCacheSize > 0 && currentCacheSize > self.maxCacheSize) {
// 直接将当前cache大小降到允许最大的cache大小的一般
const NSUInteger desiredCacheSize = self.maxCacheSize / 2;
// 根据文件修改时间来给所有缓存文件排序，按照修改时间越早越在前的规则排序
NSArray *sortedFiles = [cacheFiles keysSortedByValueWithOptions:NSSortConcurrent
usingComparator:^NSComparisonResult(id obj1, id obj2) {
return [obj1[NSURLContentModificationDateKey] compare:obj2[NSURLContentModificationDateKey]];
}];
// 每次删除file后，就计算此时的cache的大小
// 如果此时的cache大小已经降到期望的大小了，就停止删除文件了
for (NSURL *fileURL in sortedFiles) {
if ([_fileManager removeItemAtURL:fileURL error:nil]) {
// 获取该文件对应的属性
NSDictionary *resourceValues = cacheFiles[fileURL];
// 根据resourceValues获取该文件所需磁盘空间大小
NSNumber *totalAllocatedSize = resourceValues[NSURLTotalFileAllocatedSizeKey];
// 计算当前cache大小
currentCacheSize -= [totalAllocatedSize unsignedIntegerValue];
if (currentCacheSize < desiredCacheSize) {
break;
}
}
}
}
// 如果有completionBlock，就在主线程中调用
if (completionBlock) {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
completionBlock();
});
}
});
}
图片储存路径:
// 简单封装了cachePathForKey:inPath
- (NSString *)defaultCachePathForKey:(NSString *)key {
return [self cachePathForKey:key inPath:self.diskCachePath];
}
// cachePathForKey:inPath
- (NSString *)cachePathForKey:(NSString *)key inPath:(NSString *)path {
// 根据传入的key创建最终要存储时的文件名
NSString *filename = [self cachedFileNameForKey:key];
// 将存储的文件路径和文件名绑定在一起，作为最终的存储路径
return [path stringByAppendingPathComponent:filename];
}
// cachedFileNameForKey:
- (NSString *)cachedFileNameForKey:(NSString *)key {
const char *str = [key UTF8String];
if (str == NULL) {
str = "";
}
// 使用了MD5进行加密处理
// 开辟一个16字节（128位：md5加密出来就是128bit）的空间
unsigned char r[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
// 官方封装好的加密方法
// 把str字符串转换成了32位的16进制数列（这个过程不可逆转） 存储到了r这个空间中
CC_MD5(str, (CC_LONG)strlen(str), r);
// 最终生成的文件名就是 "md5码"+".文件类型"
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;
}
