WebCache web的缓存机制

Posted 2023-04-24

参考技术A 1.webcache的简单介绍

 web缓存,是一种 缓存技术 ,用于临时存储(缓存)的网页文件,如html页面和图像等静态资源,减少带宽以及后端服务器的压力,通常一个WebCache也是一个 反向代理软件 ,既可以通过缓存响应用户的请求,当本地没有缓存时,可以代理用户请求至后端主机。

WebCache分为正向和反向之分，一般正向WebCache不常用,这次主要以反向WebCache为主。

2.webcache的由来

 1)由于程序具有局部性,而局部性分为： 时间局部性和空间局部性

A.时间局部性是指：在单位时间内,大部分用户访问的数据只是热点数据(热点数据指经常被访问的数据)

B.空间局部性是指：某新闻网站突然出来一个重大新闻,此新闻会被被反复访问。

3.webcache的变化性

  WebCache的新鲜度监测机制 ：数据都是可变的,所以缓存中的内容要做新鲜度检测.

4.缓存相关的HTTP首部:

HTTP协议提供了多个首部用以实现 页面缓存及缓存失效 的相关功能，这其中最常用的有：

1)Expires：HTTP/1.0,用于指定某web对象的过期日期/时间，通常为GMT格式；一般不应该将此设定过长的时间，一年的长度对大多场景来说足矣；其常用于为 纯静态内容 如javascripts样式表或图片指定缓存周期；

(2)Cache-Control：为了解决HTTP/1.0中对于新鲜度控制的策略而生,通过相对时间来控制缓存使用期限；

(3)Etag：响应首部，用于在 响应报文中为某web资源定义版本标识符 ；

(4)Last-Mofified：响应首部，用于回应客户端关于Last-Modified-Since或If-None-Match首部的请求，以通知客户端其请求的web对象最近的修改时间；

(5)If-Modified-Since：条件式请求首部，基于 请求内容的时间戳作验正 ,如果后端服务器数据的时间戳未发生改变则继续使用,反之亦然.

(6)If-None-Match：条件式请求首部； 通过Etag来跟后端服务器进行匹配 ，如果数据的Etag未发生改变,既不匹配,则响应新数据,否则继续使用当前数据.

(7)Vary：响应首部，原始服务器根据请求来源的不同响应的可能会有所不同的首部，最常用的是 Vary: Accept-Encoding，用于通知缓存机制其内容看起来可能不同于用户请求时 Accept-Encoding-header首部标识的编码格式；

(8)Age：缓存服务器可以发送的一个额外的响应首部，用于指定响应的有效期限；浏览器通常根据此 首部决定内容的缓存时长；如果响应报文首部还使用了max-age指令，那么缓存的有效时长为 “max-age减去Age”的结果；

SDWebImage底层实现原理

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

内部实现过程：
第一步，下载SDWebImage，导入工程。

第二步，在需要的地方导入头文件

1   #import "UIImageView+WebCache.h"

第三步，调用sd_setImageWithURL：方法缓存图片，注意，这就是新版本的新方法，旧方法是setImageWithURL:。下面将几个方法都介绍一下。

1. sd_setImageWithURL：

1   //图片缓存的基本代码，就是这么简单

        [self.image1 sd_setImageWithURL:imagePath1];
2. sd_setImageWithURL:  completed:

1   //用block 可以在图片加载完成之后做些事情
2       [self.image2 sd_setImageWithURL:imagePath2 completed:^(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, NSURL *imageURL) {
3            
4           NSLog(@"这里可以在图片加载完成之后做些事情");
5            
6       }];
3. sd_setImageWithURL:  placeholderImage:

1   //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
2       [self.image1 sd_setImageWithURL:imagePath1 placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"default"]];
4. sd_setImageWithURL:  placeholderImage:  completed:

1   //使用默认图片，而且用block 在完成后做一些事情
2       [self.image1 sd_setImageWithURL:imagePath1 placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"default"] completed:^(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, NSURL *imageURL) {
3            
4           NSLog(@"图片加载完成后做的事情");
5            
6       }];
5. sd_setImageWithURL:  placeholderImage:  options:

1   //options 选择方式
2        
3       [self.image1 sd_setImageWithURL:imagePath1 placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"default"] options:SDWebImageRetryFailed];

其他就不一一介绍了，oc是自文档语言，看方法名就知道干什么的了。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。

如果不想深入了解，到这里你已经可以用SDWebimage进行图片缓存了，接下来我要解释options的所有选项，以及SDWebImage内部执行流程。

一、options所有选项：

    　　//失败后重试
         SDWebImageRetryFailed = 1 << 0,
          
         //UI交互期间开始下载，导致延迟下载比如UIScrollView减速。
         SDWebImageLowPriority = 1 << 1,
          
         //只进行内存缓存
         SDWebImageCacheMemoryOnly = 1 << 2,
          
         //这个标志可以渐进式下载,显示的图像是逐步在下载
         SDWebImageProgressiveDownload = 1 << 3,
          
         //刷新缓存
         SDWebImageRefreshCached = 1 << 4,
          
         //后台下载
         SDWebImageContinueInBackground = 1 << 5,
          
         //NSMutableURLRequest.HTTPShouldHandleCookies = YES;
          
         SDWebImageHandleCookies = 1 << 6,
          
         //允许使用无效的SSL证书
         //SDWebImageAllowInvalidSSLCertificates = 1 << 7,        
         //优先下载
         SDWebImageHighPriority = 1 << 8,
          
         //延迟占位符
         SDWebImageDelayPlaceholder = 1 << 9,
          
         //改变动画形象
         SDWebImageTransformAnimatedImage = 1 << 10 

二、SDWebImage内部实现过程

入口 setImageWithURL:placeholderImage:options: 会先把 placeholderImage 显示，然后 SDWebImageManager 根据 URL 开始处理图片。

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:.

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。

SDWebImageManagerDelegate 回调 webImageManager:didFinishWithImage: 到 UIImageView+WebCache 等前端展示图片。

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。

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:。

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。

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:。

共享或重新生成一个下载器 SDWebImageDownloader 开始下载图片。

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。

connection:didReceiveData: 中利用 ImageIO 做了按图片下载进度加载效果。

connectionDidFinishLoading: 数据下载完成后交给 SDWebImageDecoder 做图片解码处理。

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。

在主线程 notifyDelegateOnMainThreadWithInfo: 宣告解码完成，imageDecoder:didFinishDecodingImage:userInfo: 回调给 SDWebImageDownloader。

imageDownloader:didFinishWithImage: 回调给 SDWebImageManager 告知图片下载完成。

通知所有的 downloadDelegates 下载完成，回调给需要的地方展示图片。

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。

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。

SDWI 也提供了 UIButton+WebCache 和 MKAnnotationView+WebCache，方便使用。

SDWebImagePrefetcher 可以预先下载图片，方便后续使用。

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：

    //覆盖方法，指哪打哪，这个方法是下载imagePath2的时候响应
        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");
    }];

 

大概流程图.png