本文由 iMetalk 團隊的成員 Lefe 完成，主要幫助讀者深入理解一個第三方庫。

本文不會教你咋么使用SD，而是要告訴你如何讀懂SD，掌握SD的原理及架構。可能，你也看過別人的對SD的源碼解析，不過 Lefe 上網(wǎng)看了一下，大部分都是以一種簡單的方式介紹SD。本文主要通過不同的角度來學習SD，主要從以下方面著手：

• 各個文件的作用是什么
• SD 使用的知識點總結
• SD 中的思想
• 時序圖
• SD類圖
• 使用實例
• 總結

各個文件的作用是什么

擴展文件（ UIView + ... ）：

這些文件讓使用者更簡單的使用，基本是傻瓜式的，你可以在不懂 SD 的情況下寫出高性能的圖片加載。這就是 SD 的優(yōu)點所在。

• UIView+WebCache.h

這個文件可以說是其它視圖加載圖片的關鍵，其它擴展是基于 UIView 擴展的基礎上，實現(xiàn)了視圖本身加載圖片的方式。它和 UIView+WebCacheOperation.h 配合使用。這個類主要提供了加載圖片的方法和加載圖片時顯示的 Loading。
加載圖片的方法主要是：

- (void)sd_internalSetImageWithURL:(nullable NSURL *)url
                  placeholderImage:(nullable UIImage *)placeholder
                           options:(SDWebImageOptions)options
                      operationKey:(nullable NSString *)operationKey
                     setImageBlock:(nullable SDSetImageBlock)setImageBlock
                          progress:(nullable SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock
                         completed:(nullable SDExternalCompletionBlock)completedBlock;
                         

這個方法主要用來加載圖片，其實 UIImageView 和 UIButton 加載圖片時最終會調用這個方法。這個方法會異步下載圖片并且添加緩存，這樣保證下次直接可以從緩存中讀取圖片。

參數(shù)說明：

url：圖片在服務器上的路徑；
placeholder：圖片加載時顯示的默認圖；
options：控制圖片的加載方式，關于更多的 SDWebImageOptions 將在下文講解
operationKey：操作（operation）的 key，如果為空時，將使用類名。這個主要使用來取消一個 opetion，結合 UIView+WebCacheOperation.h 使用；
setImageBlock：如果不想使用 SD 加載完圖片后顯示到視圖上，可以使用這個 Block 自定義加載圖片，這樣就可以在調用加載圖片的方法中加載圖片。它的完整定義是：

typedef void(^SDSetImageBlock)(UIImage * _Nullable image, NSData * _Nullable imageData);

progress：進度回調，它的完整定義是，注意這里有一個 targetURL：

typedef void(^SDWebImageDownloaderProgressBlock)(NSInteger receivedSize, NSInteger expectedSize, NSURL * _Nullable targetURL);

completed：圖片加載完成后的回調，

typedef void(^SDExternalCompletionBlock)(UIImage * _Nullable image, NSError * _Nullable error, SDImageCacheType cacheType, NSURL * _Nullable imageURL);

這里摘錄一段代碼，簡單講解一些，以下代碼主要用到的知識點有：

• 位運算 &
• 使用 NSOperation 下載圖片
• 使用 runtime 給擴展添加屬性
• 顯示加載 Loading

// 設置圖片時先取消以前的下載任務，這樣避免了復用圖片錯誤問題
[self sd_cancelImageLoadOperationWithKey:validOperationKey];
objc_setAssociatedObject(self, &imageURLKey, url, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    
if (!(options & SDWebImageDelayPlaceholder)) {
        dispatch_main_async_safe(^{
            // 設置默認圖
            [self sd_setImage:placeholder imageData:nil basedOnClassOrViaCustomSetImageBlock:setImageBlock];
        });
    }
    
    if (url) {
        // check if activityView is enabled or not
        if ([self sd_showActivityIndicatorView]) {
            [self sd_addActivityIndicator];
        }
        
        __weak __typeof(self)wself = self;
        // 加載圖片
        id <SDWebImageOperation> operation = [SDWebImageManager.sharedManager loadImageWithURL:url options:options progress:progressBlock completed:^(UIImage *image, NSData *data, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, BOOL finished, NSURL *imageURL) {
            __strong __typeof (wself) sself = wself;
            [sself sd_removeActivityIndicator];
            if (!sself) {
                return;
            }
            dispatch_main_async_safe(^{
                if (!sself) {
                    return;
                }
                if (image && (options & SDWebImageAvoidAutoSetImage) && completedBlock) {
                    // 如果是自動設置圖，直接回調出去
                    completedBlock(image, error, cacheType, url);
                    return;
                } else if (image) {
                    // 設置圖片
                    [sself sd_setImage:image imageData:data basedOnClassOrViaCustomSetImageBlock:setImageBlock];
                    [sself sd_setNeedsLayout];
                } else {
                    if ((options & SDWebImageDelayPlaceholder)) {
                        // 如果圖片加載失敗，加載默認圖
                        [sself sd_setImage:placeholder imageData:nil basedOnClassOrViaCustomSetImageBlock:setImageBlock];
                        [sself sd_setNeedsLayout];
                    }
                }
                // 回調出去
                if (completedBlock && finished) {
                    completedBlock(image, error, cacheType, url);
                }
            });
        }];
        // 保存當前運行的 operation
        [self sd_setImageLoadOperation:operation forKey:validOperationKey];
    }

例子主要展示直接使用 UIView 的擴展加載圖片，且使用 setImageBlock 加載圖片。只要理解了這個方法，那么關于 UIView 加載圖片基本上已經(jīng)掌握了：

[cell.sdimageView sd_internalSetImageWithURL:[NSURL URLWithString:urlStr] placeholderImage:nil options:SDWebImageLowPriority operationKey:nil setImageBlock:^(UIImage * _Nullable image, NSData * _Nullable imageData) {
        cell.sdimageView.image = image;
  } progress:nil completed:^(UIImage * _Nullable image, NSError * _Nullable error, SDImageCacheType cacheType, NSURL * _Nullable imageURL) {
            
 }];
        

• UIView+WebCacheOperation.h

這個類主要用來記錄 UIView 加載 Operation 操作，大多數(shù)情況下一個 View 僅擁有
一個 Operation ，默認的 key 是當前類的類名，如果設置了不同的 key，將
保存不同個 Operation 。比如一個 UIButton，可以設置不同狀態(tài)下的圖片，那么我需要記錄多個 Operation 。它主要采用一個字典來保存所有的 Operation 。

operations = [NSMutableDictionary dictionary];
objc_setAssociatedObject(self, &loadOperationKey, operations, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);

取消一個 Operation，這里需要注意 SDWebImageOperation。取消當前正在進行的 Operation。

- (void)sd_cancelImageLoadOperationWithKey:(nullable NSString *)key {
    // Cancel in progress downloader from queue
    SDOperationsDictionary *operationDictionary = [self operationDictionary];
    id operations = operationDictionary[key];
    if (operations) {
        if ([operations isKindOfClass:[NSArray class]]) {
            for (id <SDWebImageOperation> operation in operations) {
                if (operation) {
                    [operation cancel];
                }
            }
        } else if ([operations conformsToProtocol:@protocol(SDWebImageOperation)]){
            [(id<SDWebImageOperation>) operations cancel];
        }
        [operationDictionary removeObjectForKey:key];
    }
}

• UIImageView+WebCache.h
• UIImageView+HighlightedWebCache.h
• UIButton+WebCache.h

這幾個類主要是基于以下方法的進一步封裝，方便實用，這里就不做介紹了。

- (void)sd_internalSetImageWithURL:(nullable NSURL *)url
                  placeholderImage:(nullable UIImage *)placeholder
                           options:(SDWebImageOptions)options
                      operationKey:(nullable NSString *)operationKey
                     setImageBlock:(nullable SDSetImageBlock)setImageBlock
                          progress:(nullable SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock
                         completed:(nullable SDExternalCompletionBlock)completedBlock;

• UIImage+GIF.h

主要用來根據(jù) NSData 生成一個 GIF 圖片和一個判斷是否為 GIF 圖片。

• UIImage+MultiFormat.h

主要用來根據(jù) NSData 生成不同格式的圖片，這里可能我們需要用到的是，根據(jù) Data 判斷圖片的格式。

下載操作

• SDWebImageDownloaderOperation：NSOperation

@interface SDWebImageDownloaderOperation : NSOperation <SDWebImageDownloaderOperationInterface, SDWebImageOperation, NSURLSessionTaskDelegate, NSURLSessionDataDelegate>

這個文件可以說是整個 SD 的靈魂，它控制著圖片的下載過程，它與 NSOperationQueue 配合使用。關于更多 NSOperation 的介紹，近期會翻譯一篇文章來聊一聊 NSOperation。SDWebImageDownloaderOperationInterface：這是一個協(xié)議，可以自定義自己的 NSOperation，只要實現(xiàn)該協(xié)議中的方法，并且繼承自 NSOperation。

主要用到的知識點：

• 使用 NSURLSession 下載
• dispatch_barrier_async，dispatch_barrier_sync，dispatch_sync
• 自定義 NSOperation
• 網(wǎng)絡請求認證
• 通知中心
• 后臺任務

初始化：

- (nonnull instancetype)initWithRequest:(nullable NSURLRequest *)request
                              inSession:(nullable NSURLSession *)session
                                options:(SDWebImageDownloaderOptions)options NS_DESIGNATED_INITIALIZER;

使用這個方法來創(chuàng)建一個 SDWebImageDownloaderOperation，NS_DESIGNATED_INITIALIZER 這個宏說明所有的初始化方法最終都要調用這個方法，request 就是網(wǎng)絡請求的 request，session 當前 Operation 所在的 Session，options：SDWebImageDownloaderOptions，如何來下載任務，有一些枚舉值。

SDWebImageDownloader

這個類主要負責下載圖片，它是一個單例。它內部有 SDWebImageDownloadToken，用來標示一個下載任務，這樣根據(jù) token 來取消對應的任務。可以使用以下方法對 SDWebImageDownloader 進行初始化。當然如果想使用一個自定義的 NSURLSessionConfiguration，可以使用下面這個初始化方法：

- (nonnull instancetype)initWithSessionConfiguration:(nullable NSURLSessionConfiguration *)sessionConfiguration NS_DESIGNATED_INITIALIZER;

來初始化，下面是它的具體實現(xiàn)：

- (nonnull instancetype)initWithSessionConfiguration:(nullable NSURLSessionConfiguration *)sessionConfiguration {
    if ((self = [super init])) {
        // 下載的 Operation
        _operationClass = [SDWebImageDownloaderOperation class];
        _shouldDecompressImages = YES;
        _executionOrder = SDWebImageDownloaderFIFOExecutionOrder;
        
        // 下載對列，最大的并發(fā)數(shù)是6
        _downloadQueue = [NSOperationQueue new];
        _downloadQueue.maxConcurrentOperationCount = 6;
        _downloadQueue.name = @"com.hackemist.SDWebImageDownloader";
        _URLOperations = [NSMutableDictionary new];
        
        // HTTP header
#ifdef SD_WEBP
        _HTTPHeaders = [@{@"Accept": @"image/webp,image/*;q=0.8"} mutableCopy];
#else
        _HTTPHeaders = [@{@"Accept": @"image/*;q=0.8"} mutableCopy];
#endif
        _barrierQueue = dispatch_queue_create("com.hackemist.SDWebImageDownloaderBarrierQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
        _downloadTimeout = 15.0;

        // NSURLSession
        sessionConfiguration.timeoutIntervalForRequest = _downloadTimeout;
        self.session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:sessionConfiguration
                                                     delegate:self
                                                delegateQueue:nil];
    }
    return self;
}

這是 SDWebImageDownloader 最終調用的初始化方法，主要配置了一些下載必備的數(shù)據(jù)。

下載方法：這個方法主要用來下載一個任務，下載任務使用的是 NSOperation + NSOperationQueue，來控制下載。也就是說這個方法主要生產(chǎn)一個 NSOperation ，并添加到 NSOperationQueue 中，這樣 NSOperationQueue 將自動管理下載任務。使用 NSOperation 的好處就是可以控制下載的整個過程，并且不需要管理線程的創(chuàng)建。當然它的優(yōu)點也就是它的缺點，只是使用場景的不同。

url：圖片下載的路徑
options：圖片下載的選項，它主要有下面這幾種選項：

• SDWebImageDownloaderLowPriority = 1 << 0, 低優(yōu)先級
• SDWebImageDownloaderProgressiveDownload = 1 << 1, 漸進式的下載，也就是一塊一塊的下載
• SDWebImageDownloaderUseNSURLCache = 1 << 2, 默認情況不使用 URLCache，它與 NSURLRequestUseProtocolCachePolicy 對應，設置后使用 URLCache
• SDWebImageDownloaderIgnoreCachedResponse = 1 << 3,
• SDWebImageDownloaderContinueInBackground = 1 << 4, 后臺下載任務
• SDWebImageDownloaderHandleCookies = 1 << 5, 它與 HTTPShouldHandleCookies 對應
• SDWebImageDownloaderAllowInvalidSSLCertificates = 1 << 6, 允許不信任的 SSL 證書
• SDWebImageDownloaderHighPriority = 1 << 7, 高優(yōu)先級下載
• SDWebImageDownloaderScaleDownLargeImages = 1 << 8, 對下載后的圖片做處理

progress：進度回調，注意這個進度是在后臺線程執(zhí)行，刷新 UI 需要回到主線程
completed：下載完成后的回調
SDWebImageDownloadToken：返回值用這個來標示一個下載任務，取消的時候使用

- (nullable SDWebImageDownloadToken *)downloadImageWithURL:(nullable NSURL *)url
                                                   options:(SDWebImageDownloaderOptions)options
                                                  progress:(nullable SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock
                                                 completed:(nullable SDWebImageDownloaderCompletedBlock)completedBlock {
    __weak SDWebImageDownloader *wself = self;

// block 返回值是 SDWebImageDownloaderOperation，在 block 中創(chuàng)建一個 SDWebImageDownloaderOperation
 
    return [self addProgressCallback:progressBlock completedBlock:completedBlock forURL:url createCallback:^SDWebImageDownloaderOperation *{
        __strong __typeof (wself) sself = wself;
        NSTimeInterval timeoutInterval = sself.downloadTimeout;
        if (timeoutInterval == 0.0) {
            timeoutInterval = 15.0;
        }

        // In order to prevent from potential duplicate caching (NSURLCache + SDImageCache) we disable the cache for image requests if told otherwise
        NSMutableURLRequest *request = [[NSMutableURLRequest alloc] initWithURL:url cachePolicy:(options & SDWebImageDownloaderUseNSURLCache ? NSURLRequestUseProtocolCachePolicy : NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData) timeoutInterval:timeoutInterval];
        request.HTTPShouldHandleCookies = (options & SDWebImageDownloaderHandleCookies);
        request.HTTPShouldUsePipelining = YES;
        if (sself.headersFilter) {
            request.allHTTPHeaderFields = sself.headersFilter(url, [sself.HTTPHeaders copy]);
        }
        else {
            request.allHTTPHeaderFields = sself.HTTPHeaders;
        }
        
        // 創(chuàng)建 SDWebImageDownloaderOperation，創(chuàng)建完成后添加到downloadQueue 中
        SDWebImageDownloaderOperation *operation = [[sself.operationClass alloc] initWithRequest:request inSession:sself.session options:options];
        operation.shouldDecompressImages = sself.shouldDecompressImages;
        
        // 處理 HTTP 認證的，大多情況不用處理
        if (sself.urlCredential) {
            operation.credential = sself.urlCredential;
        } else if (sself.username && sself.password) {
            operation.credential = [NSURLCredential credentialWithUser:sself.username password:sself.password persistence:NSURLCredentialPersistenceForSession];
        }
        
        // 設置 Operation 的優(yōu)先級
        if (options & SDWebImageDownloaderHighPriority) {
            operation.queuePriority = NSOperationQueuePriorityHigh;
        } else if (options & SDWebImageDownloaderLowPriority) {
            operation.queuePriority = NSOperationQueuePriorityLow;
        }

        [sself.downloadQueue addOperation:operation];
        if (sself.executionOrder == SDWebImageDownloaderLIFOExecutionOrder) {
            // Emulate LIFO execution order by systematically adding new operations as last operation's dependency
            [sself.lastAddedOperation addDependency:operation];
            sself.lastAddedOperation = operation;
        }

        return operation;
    }];
}

使用上面這個方法下載時，前提需要了解下面這個方法的實現(xiàn)。它使用一個字典緩存了所有的下載。使用 SDWebImageDownloadToken 來標記一個下載任務。

@property (strong, nonatomic, nonnull) NSMutableDictionary<NSURL *, SDWebImageDownloaderOperation *> *URLOperations;

- (nullable SDWebImageDownloadToken *)addProgressCallback:(SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock
                                           completedBlock:(SDWebImageDownloaderCompletedBlock)completedBlock
                                                   forURL:(nullable NSURL *)url
                                           createCallback:(SDWebImageDownloaderOperation *(^)())createCallback {
    // 如果 URL 為空直接回調，并返回
    if (url == nil) {
        if (completedBlock != nil) {
            completedBlock(nil, nil, nil, NO);
        }
        return nil;
    }

    __block SDWebImageDownloadToken *token = nil;

    dispatch_barrier_sync(self.barrierQueue, ^{
    // 從緩存中取出 Operation
        SDWebImageDownloaderOperation *operation = self.URLOperations[url];
        if (!operation) {
            // 緩存不存在，調用 Block 創(chuàng)建一個新的 Operation
            operation = createCallback();
            self.URLOperations[url] = operation;

            __weak SDWebImageDownloaderOperation *woperation = operation;
            operation.completionBlock = ^{
              SDWebImageDownloaderOperation *soperation = woperation;
              if (!soperation) return;
              if (self.URLOperations[url] == soperation) {
                  [self.URLOperations removeObjectForKey:url];
              };
            };
        }
        
        // 創(chuàng)建一個標記，并添加回調到緩存
        id downloadOperationCancelToken = [operation addHandlersForProgress:progressBlock completed:completedBlock];

        token = [SDWebImageDownloadToken new];
        token.url = url;
        token.downloadOperationCancelToken = downloadOperationCancelToken;
    });

    return token;
}

以上就是下載的主要方法。還有一些設置屬性，很簡單，這里不作介紹。

緩存 SDImageCache

SD中的緩存主要采用了內存緩存（NSCache）加磁盤緩存（保存到沙河目錄中的 Cache 目錄下），SDImageCacheConfig 主要負責配置緩存。

初始化

directory：文件所要保存到沙河目錄，默認的是 Cache 目錄
ns：文件的域名，最終的路徑為：.../cache/om.hackemist.SDWebImageCache.ns
。需要注意的是所有的I/O操作都在一個串行對列中執(zhí)行。這里主要用到了文件的一些操作，比如文件大小，保存文件，文件路徑等。文件保存到沙盒時主要以文件的下載路徑，MD5后，加上文件后綴作為文件名，保存到本地和 NSCache 中。

_ioQueue = dispatch_queue_create("com.hackemist.SDWebImageCache", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

- (nonnull instancetype)initWithNamespace:(nonnull NSString *)ns
                       diskCacheDirectory:(nonnull NSString *)directory NS_DESIGNATED_INITIALIZER;

它監(jiān)聽了3個通知在初始化的時候：

• UIApplicationDidReceiveMemoryWarningNotification：有內存警告時清除所有的緩存
• UIApplicationWillTerminateNotification：刪除已過期的文件
• UIApplicationDidEnterBackgroundNotification：在后臺刪除已過期的文件

當然可以使用單例初始化，使用默認的配置。
+ (nonnull instancetype)sharedImageCache;

SDWebImageManager

主要用來管理 SDImageCache 和 SDWebImageDownloader。也就是它把緩存和下載結合起來。

初始化：

這個方法是 SDWebImageManager 最終的初始化方法，也就是說所有的初始化方法最終都會調用這個方法，方便使用者自定義 SDWebImageManager，當然通常情況下使用單例方法初始化 + (nonnull instancetype)sharedManager;。

- (nonnull instancetype)initWithCache:(nonnull SDImageCache *)cache downloader:(nonnull SDWebImageDownloader *)downloader NS_DESIGNATED_INITIALIZER;

- (nonnull instancetype)initWithCache:(nonnull SDImageCache *)cache downloader:(nonnull SDWebImageDownloader *)downloader {
    if ((self = [super init])) {
        _imageCache = cache;
        _imageDownloader = downloader;
        // 下載失敗的 URL 緩存，注意它使用的是集合，這樣保證緩存中沒有重復的 URL
        _failedURLs = [NSMutableSet new];
        // 正在運行的操作
        _runningOperations = [NSMutableArray new];
    }
    return self;
}

下載一個圖片的主要方法：

- (id <SDWebImageOperation>)loadImageWithURL:(nullable NSURL *)url
                                     options:(SDWebImageOptions)options
                                    progress:(nullable SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock
                                   completed:(nullable SDInternalCompletionBlock)completedBlock

這里會將方法分成很多部分來講：

• 1.參數(shù)異常判斷，保證程序的健壯性，一個好的程序，要處理好各種異常情況

// 使用斷言來保證完成的 Block 不能為空，也就是說如果你不需要完成回調，直接使用 SDWebImagePrefetcher 就行
NSAssert(completedBlock != nil, @"If you mean to prefetch the image, use -[SDWebImagePrefetcher prefetchURLs] instead");

// 保證 URL 是 NSString 類型，轉換成 NSURL 類型
if ([url isKindOfClass:NSString.class]) {
   url = [NSURL URLWithString:(NSString *)url];
}

// 保證 url 為 NSURL 類型
if (![url isKindOfClass:NSURL.class]) {
   url = nil;
}

• 2.對 url 做異常處理，是否為不可使用的下載鏈接。SDWebImageCombinedOperation 是一個 NSObeject 對象。

 __block SDWebImageCombinedOperation *operation = [SDWebImageCombinedOperation new];
 __weak SDWebImageCombinedOperation *weakOperation = operation;

// 判斷是否為下載失敗的 url
BOOL isFailedUrl = NO;
if (url) {
   // 保證線程安全
   @synchronized (self.failedURLs) {
       isFailedUrl = [self.failedURLs containsObject:url];
    }
}

// 如果是失敗的 url 且 operations 不為 SDWebImageRetryFailed，或者 url 為空直接返回錯誤
if (url.absoluteString.length == 0 || (!(options & SDWebImageRetryFailed) && isFailedUrl)) {
        [self callCompletionBlockForOperation:operation completion:completedBlock error:[NSError errorWithDomain:NSURLErrorDomain code:NSURLErrorFileDoesNotExist userInfo:nil] url:url];
        return operation;
}

• 3.保存當前的 Operation 到緩存

@synchronized (self.runningOperations) {
    [self.runningOperations addObject:operation];
}
// 獲取 url 對應的 Key
NSString *key = [self cacheKeyForURL:url];

- (nullable NSString *)cacheKeyForURL:(nullable NSURL *)url {
    if (!url) {
        return @"";
    }
    // typedef NSString * _Nullable (^SDWebImageCacheKeyFilterBlock)(NSURL * _Nullable url);，cacheKeyFilter 是一個 Block，你可以自己設置 Cache 對應的 key
    if (self.cacheKeyFilter) {
        return self.cacheKeyFilter(url);
    } else {
        return url.absoluteString;
    }
}

• 4. 從 Cache 中獲取圖片，它結合 option，進行不同的操作

- (nullable NSOperation *)queryCacheOperationForKey:(nullable NSString *)key done:(nullable SDCacheQueryCompletedBlock)doneBlock

• 4-1.如果 Operation 已經(jīng)取消，則移除，并結束程序的執(zhí)行

if (operation.isCancelled) {
    [self safelyRemoveOperationFromRunning:operation];
    return;
}

• 4-2. 如果未能在緩存中找到圖片，或者強制刷新緩存，或者代理中未實現(xiàn)要強制下載圖片，那么它就需要下載圖片。

if ((!cachedImage || options & SDWebImageRefreshCached) && (![self.delegate respondsToSelector:@selector(imageManager:shouldDownloadImageForURL:)] || [self.delegate imageManager:self shouldDownloadImageForURL:url])) {}

SDWebImageDownloaderOptions 根據(jù)不同的選項做不同的操作，根據(jù) SDWebImageOptions 轉換成對應的 SDWebImageDownloaderOptions。這里需要注意位運算，根據(jù)位運算可以計算出不同的選項。那么使用位定義的枚舉和用普通定義的枚舉值有什么優(yōu)缺點？需要讀者考慮。比如下面這兩種定義方法個的優(yōu)缺點。

SDWebImageDownloaderLowPriority = 1 << 0,

SDWebImageDownloaderLowPriority = 1,

SDWebImageDownloaderOptions downloaderOptions = 0;
if (options & SDWebImageLowPriority)
downloaderOptions |= SDWebImageDownloaderLowPriority;

if (options & SDWebImageProgressiveDownload) downloaderOptions |= SDWebImageDownloaderProgressiveDownload;
            
if (options & SDWebImageRefreshCached) downloaderOptions |= SDWebImageDownloaderUseNSURLCache;
            
if (options & SDWebImageContinueInBackground) downloaderOptions |= SDWebImageDownloaderContinueInBackground;
            
if (options & SDWebImageHandleCookies) downloaderOptions |= SDWebImageDownloaderHandleCookies;
            
if (options & SDWebImageAllowInvalidSSLCertificates) downloaderOptions |= SDWebImageDownloaderAllowInvalidSSLCertificates;
            
if (options & SDWebImageHighPriority) downloaderOptions |= SDWebImageDownloaderHighPriority;
            
if (options & SDWebImageScaleDownLargeImages) downloaderOptions |= SDWebImageDownloaderScaleDownLargeImages;
            
if (cachedImage && options & SDWebImageRefreshCached) {
  downloaderOptions &= ~SDWebImageDownloaderProgressiveDownload;
  downloaderOptions |= SDWebImageDownloaderIgnoreCachedResponse;
}

使用 imageDownloader 下載圖片，下載完成后保存到緩存，并移除 Operation。如果發(fā)生錯誤，，需要將失敗的 Url 保存到 failedURLs，避免實效的 Url 多次下載。這里需要注意一個 delegate （[self.delegate imageManager:self transformDownloadedImage:downloadedImage withURL:url]），它需要調用者自己實現(xiàn)，這樣緩存中將保存轉換后的圖片。

SDWebImageDownloadToken *subOperationToken = [self.imageDownloader downloadImageWithURL:url options:downloaderOptions progress:progressBlock completed:^(UIImage *downloadedImage, NSData *downloadedData, NSError *error, BOOL finished){

}

• 4-3. 在緩存中找到圖片，直接返回

• 4-4. 圖片不在緩存或者代理中不需要下載的，直接返回

SDWebImagePrefetcher

它是一個圖片預加載的類，你可以設置多個 URL。這種更適合哪些，在 wifi 情況下提前加載一些圖片，緩存起來，用戶使用的時候，直接從本地緩存中讀取。它實現(xiàn)起來也很簡單，使用一個遞歸來執(zhí)行每一個下載。它的本質使用的是 SDWebImageManager 處理下載，沒有使用單例，而新創(chuàng)建一個 manager。

初始化：

 (nonnull instancetype)initWithImageManager:(SDWebImageManager *)manager {
    if ((self = [super init])) {
        _manager = manager;
        _options = SDWebImageLowPriority;
        _prefetcherQueue = dispatch_get_main_queue();
        self.maxConcurrentDownloads = 3;
    }
    return self;
}

SDWebImagePrefetcherDelegate：

每下載完一個后，走一次回調

- (void)imagePrefetcher:(nonnull SDWebImagePrefetcher *)imagePrefetcher didPrefetchURL:(nullable NSURL *)imageURL finishedCount:(NSUInteger)finishedCount totalCount:(NSUInteger)totalCount;

所有任務下載完后，執(zhí)行回調

- (void)imagePrefetcher:(nonnull SDWebImagePrefetcher *)imagePrefetcher didFinishWithTotalCount:(NSUInteger)totalCount skippedCount:(NSUInteger)skippedCount;

SDWebImageCompat

由于 SD 會用到不同的平臺，需要做一些兼容性的處理。

NSData+ImageContentType

根據(jù) Data 來解析圖片的格式

SD 使用的知識點總結

• GCD：

關于引用一段話：

Dispatch barriers 是一組函數(shù)，在并發(fā)隊列上工作時扮演一個串行式的瓶頸。使用 GCD 的障礙（barrier）API 確保提交的 Block 在那個特定時間上是指定隊列上唯一被執(zhí)行的條目。這就意味著所有的先于調度障礙提交到隊列的條目必能在這個 Block 執(zhí)行前完成。

// 創(chuàng)建一個并行隊列
_barrierQueue = dispatch_queue_create("com.hackemist.SDWebImageDownloaderOperationBarrierQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

// 添加一個任務到對列中，使用 dispatch_barrier_async 添加的任務可以保存后添加
的任務依賴與前面添加過的任務，也就是說如果先前添加的任務還沒有執(zhí)行完成，那么后添加
的任務不會執(zhí)行，從而保證了線程安全。 
dispatch_barrier_async(self.barrierQueue, ^{
    [self.callbackBlocks addObject:callbacks];
});

// dispatch_sync 保證同步執(zhí)行方法，保證了線程安全
- (nullable NSArray<id> *)callbacksForKey:(NSString *)key {
    __block NSMutableArray<id> *callbacks = nil;
    dispatch_sync(self.barrierQueue, ^{
        callbacks = [[self.callbackBlocks valueForKey:key] mutableCopy];
        [callbacks removeObjectIdenticalTo:[NSNull null]];
    });
    return [callbacks copy]; 
}

// dispatch_barrier_sync 保證同步執(zhí)行方法，保證了線程安全
- (BOOL)cancel:(nullable id)token {
    __block BOOL shouldCancel = NO;
    dispatch_barrier_sync(self.barrierQueue, ^{
        [self.callbackBlocks removeObjectIdenticalTo:token];
        if (self.callbackBlocks.count == 0) {
            shouldCancel = YES;
        }
    });
    if (shouldCancel) {
        [self cancel];
    }
    return shouldCancel;
}

// 回到主線程
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:SDWebImageDownloadStartNotification object:self];
});

// SD 的 cache 使用一個串行對列，控制線程的訪問
_ioQueue = dispatch_queue_create("com.hackemist.SDWebImageCache", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

• NSOperation：
  使用 NSOperation 更好的控制一個邏輯復雜的操作，可以控制它的整個操作過程，同時也不需要自己管理和創(chuàng)建線程。關于自定義 NSOperation，這里不做過多的解釋。不過使用 NSOperation 可以做到 Operation 之間的依賴，控制隊列中操作的最大并發(fā)數(shù)，取消某個操作，而使用 GCD 的話做不到這一點。

• NSURLSession：
  這是 iOS7 以后網(wǎng)絡請求類，它可以支持文件上傳，文件下載。

• 使用 runtime 給某個已有的類添加屬性

static char TAG_ACTIVITY_STYLE;

- (void)sd_setIndicatorStyle:(UIActivityIndicatorViewStyle)style{
    objc_setAssociatedObject(self, &TAG_ACTIVITY_STYLE, [NSNumber numberWithInt:style], OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}

- (int)sd_getIndicatorStyle{
    return [objc_getAssociatedObject(self, &TAG_ACTIVITY_STYLE) intValue];
}

• NSCache：
  內存緩存，如同字典一樣很好用。

SD 中的思想

• 耦合度低，每個類負責不同的操作，相互之間可以獨立使用
• 使用擴展，方便使用者
• 異步下載圖片，并保存到內存與磁盤，提高系統(tǒng)性能
• 保證主線程不被卡頓，提高性能
• 通過一個 Manager 來控制不同的操作

時序圖

這張流程圖涵蓋了 SD 加載一張圖片時需要經(jīng)歷的過程：

流程圖

SD類圖

通過以上的學習，我們可以掌握各個類的作用，那么可以總結一下這張圖。

• 所有的操作都圍繞在 SDWebImageManager；
• SDWebImageManager 中包含了 SDImageCache 和 SDWebImageDownloader，來處理圖片的下載和緩存；
• SDWebImageDownloader 使用 SDWebImageDownloaderOperation 執(zhí)行下載操作；
• SDImageCache 使用 SDImageConfig 來配置緩存
• 從 SDWebImageManager 衍生出一個預加載圖片的類 SDWebImagePrefetcher，負責多個圖片的預先加載
• 底層封裝好通過擴展 UIView 讓視圖可以加載圖片

看懂這張圖需要明白 UML（Unified Modeling Language） 類圖：

• 依賴關系(dependency)：
  依賴關系是用一套帶箭頭的虛線表示的，UIButton(WebCache) 依賴于 UIView（WebCache）；

它是一種臨時性的關系，通常在運行期間產(chǎn)生，并且隨著運行時的變化； 依賴關系也可能發(fā)生變化.顯然，依賴也有方向，雙向依賴是一種非常糟糕的結構，我們總是應該保持單向依賴，杜絕雙向依賴的產(chǎn)生；

• 聚合關系(aggregation)：聚合關系用一條帶空心菱形箭頭的直線表示，聚合關系用于表示實體對象之間的關系，表示整體由部分構成的語義；例如一個部門由多個員工組成；SDWebImagePrefetcher 由 SDWebImageManager 組成；

• 實現(xiàn)關系(realize)：實現(xiàn)關系用一條帶空心箭頭的虛線表示；比如 SDWebImageDownloaderOperation 實現(xiàn)了協(xié)議 SDWebImageOperation

• 泛化關系(generalization)：泛化關系用一條帶空心箭頭的實線表示，它是一種繼承關系。

整體架構

使用實例

• 實例一：使用 UIView 的擴展加載圖片，并外部自動設置圖片

[cell.sdimageView sd_internalSetImageWithURL:[NSURL URLWithString:urlStr] placeholderImage:nil options:SDWebImageLowPriority operationKey:nil setImageBlock:^(UIImage * _Nullable image, NSData * _Nullable imageData) {
     cell.sdimageView.image = image;
} progress:nil completed:^(UIImage * _Nullable image, NSError * _Nullable error, SDImageCacheType cacheType, NSURL * _Nullable imageURL) {
            
}];

• 實例二：預加載圖片

[SDWebImagePrefetcher sharedImagePrefetcher].delegate = self;
    [[SDWebImagePrefetcher sharedImagePrefetcher] prefetchURLs:resultUrl progress:^(NSUInteger noOfFinishedUrls, NSUInteger noOfTotalUrls) {
        
} completed:^(NSUInteger noOfFinishedUrls, NSUInteger noOfSkippedUrls) {
        
}];

總結

通過 SD 的深入學習，讓我了解到一個好的開源庫中使用的思想，深有體會，建議讀者也可以嘗試詳細讀一個開源庫。在讀 SD 的時候，需要把自己不懂的知識點，通過其它資料來掌握，這個過程收獲很大。前后大約花費了一周的時間（每天 1小時 30 分，大約），完成了這篇博客，如果有什么不合理的地方，讀者可以指出。深知寫博客需要一個長期堅持的過程，而付出很多自由的時間。所以我在看別人的博客時會特別認真的融入作者當時的思想中。那么 SD 中的思想究竟如何運用到我們的項目中呢？lefe 建議讀者可以從以下方面入手：

• 解耦：模塊之間一定不要有太多的關聯(lián)，我們往往對項目中的某個類做增量操作，不斷的給某個類添加新的代碼，導致這個類越來越重，我們試著把一個類拆分為不同的功能模塊；
• 思路明確：從圖片的下載到圖片顯示到視圖上，要有明確的思路，先有一個大致的流程，然后逐步細化，逐步實現(xiàn)；
• 層次明確：應用層的使用不會印象到底層的設計；
• GCD 和 NSOperation： 各有利弊，要合理的使用；
• 注意性能：一定要注意性能，結合多線程，提升性能，比如 SD 讀取文件時會在一條線程中讀取；
• 方便使用者：寫三方庫時，要讓用戶使用起來超級方便，比如在自己項目中寫項目組中公用的模塊時，要有明確的注釋，讓使用這更方便的使用；

參考

GCD

時序圖

類圖

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