1. 功能介紹

1.1 Android Universal Image Loader

Android Universal Image Loader 是一個強大的、可高度定製的圖片快取，本文簡稱為UIL。
簡單的說 UIL 就做了一件事——獲取圖片並顯示在相應的控制元件上。

1.2 基本使用

1.2.1 初始化

新增完依賴後在Application或Activity中初始化ImageLoader，如下：

public class YourApplication extends Application {

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        ImageLoaderConfiguration configuration = new ImageLoaderConfiguration.Builder(this)
            // 新增你的配置需求
            .build();
        ImageLoader.getInstance().init(configuration);
    }
}
 

其中 configuration 表示ImageLoader的配置資訊，可包括圖片最大尺寸、執行緒池、快取、下載器、解碼器等等。

1.2.2 Manifest 配置

<manifest>
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
    <application
        android:name=".YourApplication"
        …… >
        ……
    </application>
</manifest>
 

新增網路許可權。如果允許磁碟快取，需要新增寫外設的許可權。

1.2.3 下載顯示圖片

下載圖片，解析為 Bitmap 並在 ImageView 中顯示。

imageLoader.displayImage(imageUri, imageView);

下載圖片，解析為 Bitmap 傳遞給回撥介面。

imageLoader.loadImage(imageUri, new SimpleImageLoadingListener() {
    @Override
    public void onLoadingComplete(String imageUri, View view, Bitmap loadedImage) {
        // 圖片處理
    }
});
 

以上是簡單使用，更復雜 API 見本文詳細設計。

1.3 特點

• 可配置度高。支援任務執行緒池、下載器、解碼器、記憶體及磁碟快取、顯示選項等等的配置。
• 包含記憶體快取和磁碟快取兩級快取。
• 支援多執行緒，支援非同步和同步載入。
• 支援多種快取演算法、下載進度監聽、ListView 圖片錯亂解決等。

2. 總體設計

2.1. 總體設計圖

上面是 UIL 的總體設計圖。整個庫分為ImageLoaderEngine，Cache及ImageDownloader，ImageDecoder，BitmapDisplayer，BitmapProcessor五大模組，其中Cache分為MemoryCache和DiskCache兩部分。

簡單的講就是ImageLoader收到載入及顯示圖片的任務，並將它交給ImageLoaderEngine，ImageLoaderEngine分發任務到具體執行緒池去執行，任務通過Cache及ImageDownloader獲取圖片，中間可能經過BitmapProcessor和ImageDecoder處理，最終轉換為Bitmap交給BitmapDisplayer在ImageAware中顯示。

2.2. UIL 中的概念

簡單介紹一些概念，在4. 詳細設計中會仔細介紹。
ImageLoaderEngine：任務分發器，負責分發LoadAndDisplayImageTask和ProcessAndDisplayImageTask給具體的執行緒池去執行，本文中也稱其為engine，具體參考4.2.6 ImageLoaderEngine.java。

ImageAware：顯示圖片的物件，可以是ImageView等，具體參考4.2.9 ImageAware.java。

ImageDownloader：圖片下載器，負責從圖片的各個來源獲取輸入流, 具體參考4.2.22 ImageDownloader.java。

Cache：圖片快取，分為MemoryCache和DiskCache兩部分。

MemoryCache：記憶體圖片快取，可向記憶體快取快取圖片或從記憶體快取讀取圖片，具體參考4.2.24 MemoryCache.java。

DiskCache：本地圖片快取，可向本地磁碟快取儲存圖片或從本地磁碟讀取圖片，具體參考4.2.38 DiskCache.java。

ImageDecoder：圖片解碼器，負責將圖片輸入流InputStream轉換為Bitmap物件, 具體參考4.2.53 ImageDecoder.java。

BitmapProcessor：圖片處理器，負責從快取讀取或寫入前對圖片進行處理。具體參考4.2.61 BitmapProcessor.java。

BitmapDisplayer：將Bitmap物件顯示在相應的控制元件ImageAware上, 具體參考4.2.56 BitmapDisplayer.java。

LoadAndDisplayImageTask：用於載入並顯示圖片的任務, 具體參考4.2.20 LoadAndDisplayImageTask.java。

ProcessAndDisplayImageTask：用於處理並顯示圖片的任務, 具體參考4.2.19 ProcessAndDisplayImageTask.java。

DisplayBitmapTask：用於顯示圖片的任務, 具體參考4.2.18 DisplayBitmapTask.java。

3. 流程圖

上圖為圖片載入及顯示流程圖，在uil庫中給出，這裡用中文重新畫出。

4. 詳細設計

4.1 類關係圖

4.2 核心類功能介紹

4.2.1 ImageLoader.java

圖片載入器，對外的主要 API，採取了單例模式，用於圖片的載入和顯示。

主要函式：

(1). getInstance()

得到ImageLoader的單例。通過雙層是否為 null 判斷提高效能。

(2). init(ImageLoaderConfiguration configuration)

初始化配置引數，引數configuration為ImageLoader的配置資訊，包括圖片最大尺寸、任務執行緒池、磁碟快取、下載器、解碼器等等。
實現中會初始化ImageLoaderEngine engine屬性，該屬性為任務分發器。

(3). displayImage(String uri, ImageAware imageAware, DisplayImageOptions options, ImageLoadingListener listener, ImageLoadingProgressListener progressListener)

載入並顯示圖片或載入並執行回撥介面。ImageLoader 載入圖片主要分為三類介面：

• displayImage(…) 表示非同步載入並顯示圖片到對應的ImageAware上。
• loadImage(…) 表示非同步載入圖片並執行回撥介面。
• loadImageSync(…) 表示同步載入圖片。

以上三類介面最終都會呼叫到這個函式進行圖片載入。函式引數解釋如下：
uri: 圖片的 uri。uri 支援多種來源的圖片，包括 http、https、file、content、assets、drawable 及自定義，具體介紹可見ImageDownloader。
imageAware: 一個介面，表示需要載入圖片的物件，可包裝 View。
options: 圖片顯示的配置項。比如載入前、載入中、載入失敗應該顯示的佔位圖片，圖片是否需要在磁碟快取，是否需要在記憶體快取等。
listener: 圖片載入各種時刻的回撥介面，包括開始載入、載入失敗、載入成功、取消載入四個時刻的回撥函式。
progressListener: 圖片載入進度的回撥介面。

函式流程圖如下：

4.2.2 ImageLoaderConfiguration.java

ImageLoader的配置資訊，包括圖片最大尺寸、執行緒池、快取、下載器、解碼器等等。

主要屬性：

(1). Resources resources

程式本地資源訪問器，用於載入DisplayImageOptions中設定的一些 App 中圖片資源。

(2). int maxImageWidthForMemoryCache

記憶體快取的圖片最大寬度。

(3). int maxImageHeightForMemoryCache

記憶體快取的圖片最大高度。

(4). int maxImageWidthForDiskCache

磁碟快取的圖片最大寬度。

(5). int maxImageHeightForDiskCache

磁碟快取的圖片最大高度。

(6). BitmapProcessor processorForDiskCache

圖片處理器，用於處理從磁碟快取中讀取到的圖片。

(7). Executor taskExecutor

ImageLoaderEngine中用於執行從源獲取圖片任務的 Executor。

(18). Executor taskExecutorForCachedImages

ImageLoaderEngine中用於執行從快取獲取圖片任務的 Executor。

(19). boolean customExecutor

使用者是否自定義了上面的 taskExecutor。

(20). boolean customExecutorForCachedImages

使用者是否自定義了上面的 taskExecutorForCachedImages。

(21). int threadPoolSize

上面兩個預設執行緒池的核心池大小，即最大併發數。

(22). int threadPriority

上面兩個預設執行緒池的執行緒優先順序。

(23). QueueProcessingType tasksProcessingType

上面兩個預設執行緒池的執行緒佇列型別。目前只有 FIFO, LIFO 兩種可供選擇。

(24). MemoryCache memoryCache

圖片記憶體快取。

(25). DiskCache diskCache

圖片磁碟快取，一般放在 SD 卡。

(26). ImageDownloader downloader

圖片下載器。

(27). ImageDecoder decoder

圖片解碼器，內部可使用我們常用的BitmapFactory.decode(…)將圖片資源解碼成Bitmap物件。

(28). DisplayImageOptions defaultDisplayImageOptions

圖片顯示的配置項。比如載入前、載入中、載入失敗應該顯示的佔位圖片，圖片是否需要在磁碟快取，是否需要在記憶體快取等。

(29). ImageDownloader networkDeniedDownloader

不允許訪問網路的圖片下載器。

(30). ImageDownloader slowNetworkDownloader

慢網路情況下的圖片下載器。

4.2.3 ImageLoaderConfiguration.Builder.java 靜態內部類

Builder 模式，用於構造引數繁多的ImageLoaderConfiguration。
其屬性與ImageLoaderConfiguration類似，函式多是屬性設定函式。

主要函式及含義：

(1). build()

按照配置，生成 ImageLoaderConfiguration。程式碼如下：

public ImageLoaderConfiguration build() {
    initEmptyFieldsWithDefaultValues();
    return new ImageLoaderConfiguration(this);
}

(2). initEmptyFieldsWithDefaultValues()

初始化值為null的屬性。若使用者沒有配置相關項，UIL 會通過呼叫DefaultConfigurationFactory中的函式返回一個預設值當配置。
taskExecutorForCachedImages、taskExecutor及ImageLoaderEngine的taskDistributor的預設值如下：

parameters	taskDistributor	taskExecutorForCachedImages/taskExecutor
corePoolSize	0	3
maximumPoolSize	Integer.MAX_VALUE	3
keepAliveTime	60	0
unit	SECONDS	MILLISECONDS
workQueue	SynchronousQueue	LIFOLinkedBlockingDeque / LinkedBlockingQueue
priority	5	3

diskCacheFileNameGenerator預設值為HashCodeFileNameGenerator。
memoryCache預設值為LruMemoryCache。如果記憶體快取不允許快取一張圖片的多個尺寸，則用FuzzyKeyMemoryCache做封裝，同一個圖片新的尺寸會覆蓋快取中該圖片老的尺寸。
diskCache預設值與diskCacheSize和diskCacheFileCount值有關，如果他們有一個大於 0，則預設為LruDiskCache，否則使用無大小限制的UnlimitedDiskCache。
downloader預設值為BaseImageDownloader。
decoder預設值為BaseImageDecoder。
詳細及其他屬性預設值請到DefaultConfigurationFactory中檢視。

(3). denyCacheImageMultipleSizesInMemory()

設定記憶體快取不允許快取一張圖片的多個尺寸，預設允許。
後面會講到 View 的 getWidth() 在初始化前後的不同值與這個設定的關係。

(4). diskCacheSize(int maxCacheSize)

設定磁碟快取的最大位元組數，如果大於 0 或者下面的maxFileCount大於 0，預設的DiskCache會用LruDiskCache，否則使用無大小限制的UnlimitedDiskCache。

(5). diskCacheFileCount(int maxFileCount)

設定磁碟快取資料夾下最大檔案數，如果大於 0 或者上面的maxCacheSize大於 0，預設的DiskCache會用LruDiskCache，否則使用無大小限制的UnlimitedDiskCache。

4.2.4 ImageLoaderConfiguration.NetworkDeniedImageDownloader.java 靜態內部類

不允許訪問網路的圖片下載器，實現了ImageDownloader介面。
實現也比較簡單，包裝一個ImageDownloader物件，通過在 getStream(…) 函式中禁止 Http 和 Https Scheme 禁止網路訪問，如下：

@Override
public InputStream getStream(String imageUri, Object extra) throws IOException {
    switch (Scheme.ofUri(imageUri)) {
        case HTTP:
        case HTTPS:
            throw new IllegalStateException();
        default:
            return wrappedDownloader.getStream(imageUri, extra);
    }
}

4.2.5 ImageLoaderConfiguration.SlowNetworkImageDownloader.java 靜態內部類

慢網路情況下的圖片下載器，實現了ImageDownloader介面。
通過包裝一個ImageDownloader物件實現，在 getStream(…) 函式中當 Scheme 為 Http 和 Https 時，用FlushedInputStream代替InputStream處理慢網路情況，具體見後面FlushedInputStream的介紹。

4.2.6 ImageLoaderEngine.java

LoadAndDisplayImageTask和ProcessAndDisplayImageTask任務分發器，負責分發任務給具體的執行緒池。

主要屬性：

(1). ImageLoaderConfiguration configuration

ImageLoader的配置資訊，可包括圖片最大尺寸、執行緒池、快取、下載器、解碼器等等。

(2). Executor taskExecutor

用於執行從源獲取圖片任務的 Executor，為configuration中的 taskExecutor，如果為null，則會呼叫DefaultConfigurationFactory.createExecutor(…)根據配置返回一個預設的執行緒池。

(3). Executor taskExecutorForCachedImages

用於執行從快取獲取圖片任務的 Executor，為configuration中的 taskExecutorForCachedImages，如果為null，則會呼叫DefaultConfigurationFactory.createExecutor(…)根據配置返回一個預設的執行緒池。

(4). Executor taskDistributor

任務分發執行緒池，任務指LoadAndDisplayImageTask和ProcessAndDisplayImageTask，因為只需要分發給上面的兩個 Executor 去執行任務，不存在較耗時或阻塞操作，所以用無併發數(Int 最大值)限制的執行緒池即可。

(5). Map cacheKeysForImageAwares

ImageAware與記憶體快取 key 對應的 map，key 為ImageAware的 id，value 為記憶體快取的 key。

(6). Map uriLocks

圖片正在載入的重入鎖 map，key 為圖片的 uri，value 為標識其正在載入的重入鎖。

(7). AtomicBoolean paused

是否被暫停。如果為true，則所有新的載入或顯示任務都會等待直到取消暫停(為false)。

(8). AtomicBoolean networkDenied

是否不允許訪問網路，如果為true，通過ImageLoadingListener.onLoadingFailed(…)獲取圖片，則所有不在快取中需要網路訪問的請求都會失敗，返回失敗原因為網路訪問被禁止。

(9). AtomicBoolean slowNetwork

是否是慢網路情況，如果為true，則自動呼叫SlowNetworkImageDownloader下載圖片。

(10). Object pauseLock

暫停的等待鎖，可在engine被暫停後呼叫這個鎖等待。

主要函式：

(1). void submit(final LoadAndDisplayImageTask task)

新增一個LoadAndDisplayImageTask。直接用taskDistributor執行一個 Runnable，在 Runnable 內部根據圖片是否被磁碟快取過確定使用taskExecutorForCachedImages還是taskExecutor執行該 task。

(2). void submit(ProcessAndDisplayImageTask task)

新增一個ProcessAndDisplayImageTask。直接用taskExecutorForCachedImages執行該 task。

(3). void pause()

暫停圖片載入任務。所有新的載入或顯示任務都會等待直到取消暫停(為false)。

(4). void resume()

繼續圖片載入任務。

(5). stop()

暫停所有載入和顯示圖片任務並清除這裡的內部屬性值。

(6). fireCallback(Runnable r)

taskDistributor立即執行某個任務。

(7). getLockForUri(String uri)

得到某個 uri 的重入鎖，如果不存在則新建。

(8). createTaskExecutor()

呼叫DefaultConfigurationFactory.createExecutor(…)建立一個執行緒池。

(9). getLoadingUriForView(ImageAware imageAware)

得到某個imageAware正在載入的圖片 uri。

(10). prepareDisplayTaskFor(ImageAware imageAware, String memoryCacheKey)

準備開始一個Task。向cacheKeysForImageAwares中插入ImageAware的 id 和圖片在記憶體快取中的 key。

(11). void cancelDisplayTaskFor(ImageAware imageAware)

取消一個顯示任務。從cacheKeysForImageAwares中刪除ImageAware對應元素。

(12). denyNetworkDownloads(boolean denyNetworkDownloads)

設定是否不允許網路訪問。

(13). handleSlowNetwork(boolean handleSlowNetwork)

設定是否慢網路情況。

4.2.7 DefaultConfigurationFactory.java

為ImageLoaderConfiguration及ImageLoaderEngine提供一些預設配置。

主要函式：

(1). createExecutor(int threadPoolSize, int threadPriority, QueueProcessingType tasksProcessingType)

建立執行緒池。

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