圖片加載的工作流
概括來說,從磁盤中加載一張圖片,并將它顯示到屏幕上,中間的主要工作流如下:
- 假設(shè)我們使用 +imageWithContentsOfFile: 方法從磁盤中加載一張圖片,這個時候的圖片并沒有解壓縮;
- 然后將生成的 UIImage 賦值給 UIImageView ;
- 接著一個隱式的 CATransaction 捕獲到了 UIImageView 圖層樹的變化;
- 在主線程的下一個 run loop 到來時,Core Animation 提交了這個隱式的 transaction ,這個過程可能會對圖片進行 copy 操作,而受圖片是否字節(jié)對齊等因素的影響,這個 copy 操作可能會涉及以下部分或全部步驟:
a. 分配內(nèi)存緩沖區(qū)用于管理文件 IO 和解壓縮操作;
b. 將文件數(shù)據(jù)從磁盤讀到內(nèi)存中;
c. 將壓縮的圖片數(shù)據(jù)解碼成未壓縮的位圖形式,這是一個非常耗時的 CPU 操作;
d. 最后 Core Animation 使用未壓縮的位圖數(shù)據(jù)渲染 UIImageView 的圖層。
在上面的步驟中,我們提到了圖片的解壓縮是一個非常耗時的 CPU 操作,并且它默認(rèn)是在主線程中執(zhí)行的。那么當(dāng)需要加載的圖片比較多時,就會對我們應(yīng)用的響應(yīng)性造成嚴(yán)重的影響,尤其是在快速滑動的列表上,這個問題會表現(xiàn)得更加突出。
為什么需要解壓縮
既然圖片的解壓縮需要消耗大量的 CPU 時間,那么我們?yōu)槭裁催€要對圖片進行解壓縮呢?是否可以不經(jīng)過解壓縮,而直接將圖片顯示到屏幕上呢?答案是否定的。要想弄明白這個問題,我們首先需要知道什么是位圖:
A bitmap image (or sampled image) is an array of pixels (or samples). Each pixel represents a single point in the image. JPEG, TIFF, and PNG graphics files are examples of bitmap images.
其實,位圖就是一個像素數(shù)組,數(shù)組中的每個像素就代表著圖片中的一個點。我們在應(yīng)用中經(jīng)常用到的 JPEG 和 PNG 圖片就是位圖。下面,我們來看一個具體的例子,這是一張 PNG 圖片,像素為 30?×?30 ,文件大小為 843B :
我們使用下面的代碼:
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"check_green"];
CFDataRef rawData = CGDataProviderCopyData(CGImageGetDataProvider(image.CGImage));
就可以獲取到這個圖片的原始像素數(shù)據(jù),大小為 3600B :
事實上,不管是 JPEG 還是 PNG 圖片,都是一種壓縮的位圖圖形格式。只不過 PNG 圖片是無損壓縮,并且支持 alpha 通道,而 JPEG 圖片則是有損壓縮,可以指定 0-100% 的壓縮比。值得一提的是,在蘋果的 SDK 中專門提供了兩個函數(shù)用來生成 PNG 和 JPEG 圖片:
// return image as PNG. May return nil if image has no CGImageRef or invalid bitmap format
UIKIT_EXTERN NSData * __nullable UIImagePNGRepresentation(UIImage * __nonnull image);
// return image as JPEG. May return nil if image has no CGImageRef or invalid bitmap format. compression is 0(most)..1(least)
UIKIT_EXTERN NSData * __nullable UIImageJPEGRepresentation(UIImage * __nonnull image, CGFloat compressionQuality);
因此,在將磁盤中的圖片渲染到屏幕之前,必須先要得到圖片的原始像素數(shù)據(jù),才能執(zhí)行后續(xù)的繪制操作,這就是為什么需要對圖片解壓縮的原因。
強制解壓縮的原理
既然圖片的解壓縮不可避免,而我們也不想讓它在主線程執(zhí)行,影響我們應(yīng)用的響應(yīng)性,那么是否有比較好的解決方案呢?答案是肯定的。
我們前面已經(jīng)提到了,當(dāng)未解壓縮的圖片將要渲染到屏幕時,系統(tǒng)會在主線程對圖片進行解壓縮,而如果圖片已經(jīng)解壓縮了,系統(tǒng)就不會再對圖片進行解壓縮。因此,也就有了業(yè)內(nèi)的解決方案,在子線程提前對圖片進行強制解壓縮。
而強制解壓縮的原理就是對圖片進行重新繪制,得到一張新的解壓縮后的位圖。其中,用到的最核心的函數(shù)是 CGBitmapContextCreate :
轉(zhuǎn)載:http://blog.leichunfeng.com/blog/2017/02/20/talking-about-the-decompression-of-the-image-in-ios/