浅谈开源项目Android-Universal-Image-Loader(Part 3.1)

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浅谈开源项目Android-Universal-Image-Loader(Part 3.1)

　　最近，在办离职手续，相对来说，比之前一年多忙碌的外包闲了许多。总算有时间去做些平时喜欢而没空去做的事情。一直觉得项目中使用的Image Loader适用性不强，昨晚在github随便逛逛，发现一个开源项目Android-Universal-Image-Loader十分火热。代码并不十分复杂，却写的不错，决定记录和分享一下。

　　Android-Universal-Image-Loader是一个针对图片加载、缓存的开源项目。github: https://github.com/nostra13/Android-Universal-Image-Loader

　　@author nostra13频繁的更新记录来看，Android-Universal-Image-Loader的后期维护比较好。从Applications using Universal Image Loader来看，还是相当强大的，如：EyeEm Camera, UPnP/DLNA Browser, Facebook Photo/Album，淘宝天猫，京东商城等。到底有何种魅力让大家纷至沓来？

　　

01. 项目包结构

图 1

　　去掉无实际意义的包名：com.nostra13.universalimageloader，一切变显得比较清楚了。

　　(1)cache主要是磁盘缓存及内存缓存预定的接口和常规实现类，包含的算法较多（并不复杂），如FIFO算法、LRU算法等。

　　(2)core明显是整个Image Loader的核心包，图片下载、适配显示，并向上层应用提供各种接口，默认模板，还包括很多关键枚举类、工具类。

　　(3)utils比较简单些，常规工具类，如ImageSizeUtils、StorageUtils等。

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02. 文件存储策略

　　针对手机，流量、电量及体验的要求，不断向网络发起重复的请求，都是不恰当的。常规存储方式包括：文件存储、数据库存储、SharedPreference、云存储(网络存储)及保存至内存等几种手段。显然，需要在本地进行持久化，就图片而已，以文件的方式保存无疑是最好的选择。至此，完成了云端-->本地的持久化，但是如果简单的每次都去”本地存储“请求，请求不到再到云端请求，无疑无法解决频繁请求图片所需要的速度和体验。请记住，用户对图片的渴望程序是相当高，试想一下，ListView上下滚动时，每次直接到”本地存储“请求时，整个界面多处在Loading，显然体验效果比较一般。因此，图片一般都会存储至内存中。从内存中读取图片的速度比本地加载的快得多，体验也会更好。这就是平时通常说的三步：内存-->本地文件-->云端。

　　在Android-Universal-Image-Loader，单纯从包结构上就可以看出，cache.disc是负责硬盘存储，而cache.memory是负责内存存储的(ps.具体存储实现方式还是在core包内)。而网络请求应该在core.download中，core包在Part3.2会深入分析。

　　事实上，我们似乎忽略了一些东西，如果我发起请求的是本地图片呢？如果是R.drawable.*的图片呢？优点1：Android-Universal-Image-Loader设计得比较细致，在ImageDownloader接口枚举类Scheme，明确指出所支持的请求类型：

HTTP("http"), HTTPS("https"), FILE("file"), CONTENT("content"), ASSETS("assets"), DRAWABLE("drawable"), UNKNOWN("");

　　021. 存储空间、时间、数量策略

　　　　在cache.disc下，有着比较完整的存储策略，根据预先指定的空间大小，使用频率(生命周期)，文件个数的约束条件，都有着对应的实现策略。最基础的接口DiscCacheAware和抽象类BaseDiscCache。简单类图如下：

图2

　　从类图中，明显可以看出，整个disc存储的实现方式有四种：文件总数，文件总大小(或目录)，生命周期，无限制(即空间、时间维度的限制)。分析重点，是接口/抽象类。

public interface DiscCacheAware {
    /**
     * This method must not to save file on file system in fact. It is called after image was cached in cache directory
     * and it was decoded to bitmap in memory. Such order is required to prevent possible deletion of file after it was
     * cached on disc and before it was tried to decode to bitmap.
     */
    void put(String key, File file);

    /**
     * Returns {@linkplain File file object} appropriate incoming key.<br />
     * <b>NOTE:</b> Must <b>not to return</b> a null. Method must return specific {@linkplain File file object} for
     * incoming key whether file exists or not.
     */
    File get(String key);

    /** Clears cache directory */
    void clear();
}

　　具体看英文注释，比较好理解，此处就不翻译了。

　　

　　022. 图片文件的命名

　　如果你是心思细腻的用户，在图片浏览器中是否会经常看到一些小图片甚至于广告图片。在一定程序上，本人挺鄙视这些图片来源的应用。为什么把一些临时下载的图片，并无实际意义的图片，占据如此重要的位置。对此，我只想说：我会直接删掉这个目录，如果知道是哪个应用的话，估计我也会卸载。我不禁猜想：如果所有应用缓存的图片，都是可以被媒体库扫描出来的话，这是什么境况呢？慢，肯定的。

　　因此，图片保存时，以什么样的文件名进行存储是相当重要的。这个必须要根据需求进行定制生成的策略。举三个例子：

　　(1)如果要做一个“云相册”，保存图片后，当然希望能够使用“美图秀秀”、“相机360”等进行编辑。

　　(2)如果要做一个“淘宝客户端”，所有浏览过的商品图片都存储，并可被其它图片浏览器感知，这似乎不恰当吧。

　　(3)如果要做一个“私密相册”，保存本地的图片，自然不希望别人去感知。

　　结论：用户有意识去保存的图片，应该可被感知；用户无意识缓存的图片，不应该被“外界”感知，但也有例外如第3种。当然，第三种权限的控制也是可行的。

　　Android-Universal-Image-Loader在保存图片时，需要一个FileNameGenerator(译：文件名生产者)。抽象类BaseDiscCache中存在两个构造器：

    public BaseDiscCache(File cacheDir) {
        this(cacheDir, DefaultConfigurationFactory.createFileNameGenerator());
    }

    public BaseDiscCache(File cacheDir, FileNameGenerator fileNameGenerator) {
        if (cacheDir == null) {
            throw new IllegalArgumentException(String.format(ERROR_ARG_NULL, "cacheDir"));
        }
        if (fileNameGenerator == null) {
            throw new IllegalArgumentException(String.format(ERROR_ARG_NULL, "fileNameGenerator"));
        }

        this.cacheDir = cacheDir;
        this.fileNameGenerator = fileNameGenerator;
    }

　　DefaultConfigurationFactory提供默认文件名生产者为HashCodeFileNameGenerator，默认实现比较简单：返回字符串的hashCode。

　　核心类图：

图3

　　Md5FileNameGenerator相关原理可查询MD5加密算法，JDK自带类java.security.MessageDigest。

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03. 内存存储

　　这部分涉及的知识面比较多，算法、链表、堆栈、队列、泛型等。Android-Universal-Image-Loader在“开闭原则”上做得很好，接口简洁、实用，基于接口，都可以自行扩展功能。

　　直接看下接口MemoryCacheAware的定义：

public interface MemoryCacheAware<K, V> {
    /**
     * Puts value into cache by key
     *
     * @return <b>true</b> - if value was put into cache successfully, <b>false</b> - if value was <b>not</b> put into
     *         cache
     */
    boolean put(K key, V value);

    /** Returns value by key. If there is no value for key then null will be returned. */
    V get(K key);

    /** Removes item by key */
    void remove(K key);

    /** Returns all keys of cache */
    Collection<K> keys();

    /** Remove all items from cache */
    void clear();
}

　　如果不熟悉泛型的话，建议复习一下，或者直接把MemoryCacheAware<K, V>当MemoryCacheAware<String, Bitmap>看，会方便些。

　　核心类图：

图4

　　大体结构上以文件存储比较相近，关键性的区别在于BaseMemoryCache子类使用的都是WeakReference(弱引用)，FuzzyKeyMemoryCache、LimitedAgeMemoryCache、LruMemoryCache使用的是强引用。本节对内存存储方式，比较关键的概念：强引用、软引用、弱引用及虚引用。

　　回顾：

　　(1)StrongReference(强引用)

　　　　强引用就是平时经常使用的，如常规new Object()。如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收。内存不足，甚至出现OOM时，也不会随意回收强引用的对象。

　　(2)SoftReference(软引用)

　　　　在内存空间足够，垃圾回收器不会回收它；如果内存空间不足，垃圾回收器就会回收软引用的对象。

　　(3)WeakReference(弱引用)

　　　　弱引用相对软引用，具有更短暂的生命周期。常规的GC，只要被扫描到，都会直接被回收。

　　(4)PhantomReference(虚引用)

　　　　虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。没用过。。。

　　选其一FIFOLimitedMemoryCache进行分析，构造时，必须要指定大小(单位：字节)。当设置的大小超过16MB(Android默认分配的大小好像也是这个)时，会有警告。

public LimitedMemoryCache(int sizeLimit) {
        this.sizeLimit = sizeLimit;
        cacheSize = new AtomicInteger();
        if (sizeLimit > MAX_NORMAL_CACHE_SIZE) {
            L.w("You set too large memory cache size (more than %1$d Mb)", MAX_NORMAL_CACHE_SIZE_IN_MB);
        }
    }

而FIFOLimitedMemoryCache的实现也相对简单，只要你清楚FIFO的基本概念：先进先出。

public class FIFOLimitedMemoryCache extends LimitedMemoryCache<String, Bitmap> {

    private final List<Bitmap> queue = Collections.synchronizedList(new LinkedList<Bitmap>());

    public FIFOLimitedMemoryCache(int sizeLimit) {
        super(sizeLimit);
    }

    @Override
    public boolean put(String key, Bitmap value) {
        if (super.put(key, value)) {
            queue.add(value);
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    @Override
    public void remove(String key) {
        Bitmap value = super.get(key);
        if (value != null) {
            queue.remove(value);
        }
        super.remove(key);
    }

    @Override
    public void clear() {
        queue.clear();
        super.clear();
    }

    @Override
    protected int getSize(Bitmap value) {
        return value.getRowBytes() * value.getHeight();
    }

    @Override
    protected Bitmap removeNext() {
        return queue.remove(0);
    }

    @Override
    protected Reference<Bitmap> createReference(Bitmap value) {
        return new WeakReference<Bitmap>(value);
    }
}

　　在removeNext()方法中，可以看到每次都是移除队列中的第一个对象。

　　

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　　Part3.1就此结束。

　　原来，用心写一篇文章，还是相当的困难。前前后后，走读，分析，类图，补充部分遗漏的知识点，足足用了半天的时间。不过，收获良多。

　　Part3.2主要是对core包中的下载设计技巧进行分析、研究，core.assist、core.display只会简单过一下。

　　Part3.3重在如何在实际项目中运用Android-Universal-Image-Loader，如何自行扩展部分功能。

　　估计，Part3.2/3.3会晚些日子才会更新，后面会对自己做的一些项目进行一定的总结。希望大家多多支持。

　　有任何问题，请邮件至：[e-mail]