iOS-SDWebImage的使用和实现原理

日常开发中，经常需要下载网络图片，最常用到的第三方库莫过于SDWebImage了，github托管地址https://github.com/rs/SDWebImage，下面简要介绍下SDWebImage的实现原理。

首先，我们应该知道，SDWebImage底层实现有沙盒缓存机制，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

一、使用方法

第一步，下载SDWebImage，导入工程。

第二步，在需要的地方导入头文件

import "UIImageView+WebCache.h"

然后根据需要实现不同的方法:

1.图片下载的基本代码

[self.image1 sd_setImageWithURL:imagePath1];

2.用block可以在图片加载完成之后做些事

[self.image2 sd_setImageWithURL:imagePath2 completed:^(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, NSURL *imageURL) {
     NSLog(@"这里可以在图片加载完成之后做些事情"); 
}];

3.给一张默认图片，先使用默认图片，当图片加载完成后再替换

[self.image1 sd_setImageWithURL:imagePath1 placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"default"]];

4.使用默认图片，而且用block在完成后做一些事情

[self.image1 sd_setImageWithURL:imagePath1 placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"default"] completed:^(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, NSURL *imageURL) {
      NSLog(@"图片加载完成后做的事情");
}];

5.带有options的选择方式

[self.image1 sd_setImageWithURL:imagePath1 placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"default"] options:SDWebImageRetryFailed];

除了带options选项的方法，其他的方法都是综合存储，也就是内存缓存和磁盘缓存结合的方式，如果你只需要内存缓存，那么在options这里选择SDWebImageCacheMemoryOnly就可以了。

options所有选项对应的含义：

SDWebImageRetryFailed       失败后重试
SDWebImageLowPriority       UI交互期间开始下载，导致延迟下载比如UIScrollView             减速
SDWebImageCacheMemoryOnly   只进行内存缓存
SDWebImageProgressiveDownload       渐进式下载,显示的图像是逐步在下载
SDWebImageRefreshCached     刷新缓存
SDWebImageContinueInBackground      后台下载
SDWebImageAllowInvalidSSLCertificates       允许使用无效的SSL证书
SDWebImageHighPriority      优先下载
SDWebImageDelayPlaceholder  延迟占位符
SDWebImageTransformAnimatedImage    改变动画形象

二、SDWebImage加载图片的流程

1. 入口 setImageWithURL:placeholderImage:options: 会先把 placeholderImage 显示，然后 SDWebImageManager 根据 URL 开始处理图片。
2. 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:.
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，SDImageCacheDelegate 回调 imageCache:didFindImage:forKey:userInfo: 到 SDWebImageManager。
4. SDWebImageManagerDelegate 回调 webImageManager:didFinishWithImage: 到 UIImageView+WebCache 等前端展示图片。
5. 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。
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）。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:。
9. 共享或重新生成一个下载器 SDWebImageDownloader 开始下载图片。
10. 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。
11. connection:didReceiveData: 中利用 ImageIO 做了按图片下载进度加载效果。
12. connectionDidFinishLoading: 数据下载完成后交给 SDWebImageDecoder 做图片解码处理。
13. 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。
14. 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。
16. 通知所有的 downloadDelegates 下载完成，回调给需要的地方展示图片。
17. 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。
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。
19. SDWI 也提供了 UIButton+WebCache 和 MKAnnotationView+WebCache，方便使用。
20. SDWebImagePrefetcher 可以预先下载图片，方便后续使用

三、重写

从上面流程可以看出，当你调用setImageWithURL:方法的时候，他会自动去给你干这么多事，当你需要在某一具体时刻做事情的时候，你可以覆盖这些方法。比如在下载某个图片的过程中要响应一个事件，就覆盖这个方法：

SDWebImageManager *manager = [SDWebImageManager sharedManager];
[manager downloadImageWithURL:imagePath2 options:SDWebImageRetryFailed progress:^(NSInteger receivedSize, NSInteger expectedSize) {
     NSLog(@"显示当前进度");
} completed:^(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, BOOL finished, NSURL *imageURL) {
     NSLog(@"下载完成");
}];

SDWebImage库的内部类

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⋯⋯

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。