SDWebImage实现原理

1、类图

SDWebImageClassDiagram.png

2、时序图

SDWebImageSequenceDiagram.png

3、目录结构

Downloader

• SDWebImageDownloader 下载图片优化图片加载
• SDWebImageDownloaderOperation 继承NSOperation,用来处理下载任务的

Cache

• SDImageCache 用来处理内存缓存和磁盘缓存的，其中磁盘缓存是异步进行的，不会阻塞主线程

Utils

• SDWebImageManager 将图片下载（SDWebImageDownloader）和图片缓存（SDImageCache）两个独立的功能组合起来
• SDWebImageDecoder 图片解码器，用于图片下载完成后进行解码
• SDWebImagePrefetcher 预下载图片

Categories

• UIView+WebCacheOperation 用来记录图片加载的operation，方便需要时取消和移除图片加载的operation
• UIImageView+WebCache 集成SDWebImageManager的图片下载和缓存功能到UIImage的方法中，方便使用
• UIImageView+HighlightedWebCache
• UIButton +WebCache
• NSData+ImageContentType 用于获取图片数据的格式（jpeg png等）
• UIImage+GIF 用于加载GIF动图
• UIImage+MultiFormat 根据不同格式的二进制数据转成UIImage对象

Other

• SDWebImageOperation 协议 只有一个方法cancel
• SDWebImageCompat 宏定义、常量、通用函数

4、流程

[imageView sd_setImageWithURL:url placeholderImage:placeholderImage]

- (void)sd_setImageWithURL:(NSURL *)url placeholderImage:(UIImage *)placeholder options:(SDWebImageOptions)options progress:(SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock completed:(SDWebImageCompletionBlock)completedBlock {
    [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 <SDWebImageOperation> 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;
                }
                else if (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);
            }
        });
    }
}

经过层层调用，直到 UIImageView+WebCache 中最核心的方法 sd_setImageWithURL: placeholderImage: options: progress: completed: 该方法中，主要做了以下几件事：

1. [self sd_cancelCurrentImageLoad];取消当前正在进行的加载任务operation
2. self.image = placeholder;设置placeholder
3. 如果url不为nil，就通过SDWebImageManager单例开启图片加载任务operation，SDWebImageManager的图片加载方法中会返回一个SDWebImageCombineOperation对象，这个对象包含一个cacheOperation和一个cancelBlock。

SDWebImageManager 的图片加载方法 downloadImageWithURL:options:progress:completed: 中

1. 会先拿图片缓存的 key （这个 key 默认是图片 URL）去 SDImageCache 中读取内存缓存，如果有，就返回给 SDWebImageManager；
2. 如果内存缓存没有，就开启异步线程，拿经过 MD5 处理的 key 去读取磁盘缓存，如果找到磁盘缓存了，就同步到内存缓存中去，然后再返回给 SDWebImageManager。
3. 如果内存缓存和磁盘缓存中都没有，SDWebImageManager 就会调用 SDWebImageDownloader 单例的 -downloadImageWithURL: options: progress: completed: 方法去下载，该会先将传入的 progressBlock 和 completedBlock 保存起来，并在第一次下载该 URL 的图片时，创建一个 NSMutableURLRequest 对象和一个 SDWebImageDownloaderOperation 对象，并将该 SDWebImageDownloaderOperation 对象添加到 SDWebImageDownloader 的downloadQueue 来启动异步下载任务。

SDWebImageDownloaderOperation 中包装了一个 NSURLConnection 的网络请求，并通过 runloop 来保持 NSURLConnection 在 start 后、收到响应前不被干掉，下载图片时，监听 NSURLConnection 回调的 -connection:didReceiveData: 方法中会负责 progress 相关的处理和回调，- connectionDidFinishLoading: 方法中会负责将 data 转为 image，以及图片解码操作，并最终回调 completedBlock。
SDWebImageDownloaderOperation 中的图片下载请求完成后，会回调给 SDWebImageDownloader，然后 SDWebImageDownloader 再回调给 SDWebImageManager，SDWebImageManager 中再将图片分别缓存到内存和磁盘上（可选），并回调给 UIImageView，UIImageView 中再回到主线程设置 image 属性。至此，图片的下载和缓存操作就结束了。

SDWebImage使用LRU缓存淘汰算法。缓存有效期默认是7天。