Android Picasso圖片載入庫原始碼剖析

阿新 • • 發佈：2019-02-14

Picasso是一個優秀的輕量級網路圖片載入快取庫。花了兩天時間研讀了下的閱讀了下他的原始碼。做一下的剖析：

Picasso的優點：

足夠輕量級:maven打包出來的jar只有130kb左右
二級快取策略，分別快取記憶體和磁碟空間
自動監控記憶體大小資料
很好的執行緒控制，根據網路狀態控制執行緒數量、具有優先順序排程策略。
圖片適應、壓縮處理策略
預載入功能
程式碼質量高、易拓展。

1 Picasso整體畫像

1 流程圖

這裡寫圖片描述

2 Picasso 基本使用和概括流程

Picasso.with(context).load("http://i.imgur.com/DvpvklR.png" 
).into(imageView);

看下初始化的方法。with()獲的Picasso的全域性單例。

public static Picasso with(Context context) {
    if (singleton == null) {
      synchronized (Picasso.class) {
        if (singleton == null) {
          singleton = new Builder(context).build();
        }
      }
    }
    return singleton;
 }

使用Builder模式獲得例項，看起來比較清晰明瞭。

public Picasso build() {
      Context context = this.context;

      if (downloader == null) {
        downloader = Utils.createDefaultDownloader(context);
      }
      if (cache == null) {
        cache = new LruCache(context);
      }
      if (service == null) {
        service = new 
 PicassoExecutorService();
      }
      if (transformer == null) {
        transformer = RequestTransformer.IDENTITY;
      }

      Stats stats = new Stats(cache);

      Dispatcher dispatcher = new Dispatcher(context, service, HANDLER, downloader, cache, stats);

      return new Picasso(context, dispatcher, cache, listener, transformer, requestHandlers, stats,
          defaultBitmapConfig, indicatorsEnabled, loggingEnabled);
    }

建造者獲得例項的時候會初始好Download（網路下載模組）、LruCache（快取核心）、RequestTransformer（Request運輸類）、Stats（檢測類）、Dispatch（事務分發中心）。

呼叫load(uri)開始執行圖片載入
load(Uri)
load(String)
load(File)
其中#load(Uri)

public RequestCreator load(Uri uri) {
    return new RequestCreator(this, uri, 0);
}

RequestCreator提供了圖片相關處理相關的所有API，RequestCreator所有的api方法結果return this。可以理解他同樣為一個builder模式的建造者。著重看下裝載圖片的into()方法實現。

public void into(Target target) {
    long started = System.nanoTime();
    //檢查是否執行在主執行緒
    checkMain();
    if (target == null) {
      throw new IllegalArgumentException("Target must not be null.");
    }
    if (deferred) {
      throw new IllegalStateException("Fit cannot be used with a Target.");
    }

    if (!data.hasImage()) {
      picasso.cancelRequest(target);
      target.onPrepareLoad(setPlaceholder ? getPlaceholderDrawable() : null);
      return;
    }

    Request request = createRequest(started);
    String requestKey = createKey(request);

    //優先從記憶體快取讀取
    if (shouldReadFromMemoryCache(memoryPolicy)) {
      Bitmap bitmap = picasso.quickMemoryCacheCheck(requestKey);
      if (bitmap != null) {
          //取消網路的載入
        picasso.cancelRequest(target);
        target.onBitmapLoaded(bitmap, MEMORY);
        return;
      }
    }

    target.onPrepareLoad(setPlaceholder ? getPlaceholderDrawable() : null);

    Action action =
        new TargetAction(picasso, target, request, memoryPolicy, networkPolicy, errorDrawable,
            requestKey, tag, errorResId);
   //提交動作執行下載
    picasso.enqueueAndSubmit(action);
}

到這裡可以大體看到的圖片載入的流程程式碼,Picasso模組初始化之後，初始了各個核心模組，並建立RequestCreator提供出圖片相關的所有操作API，在執行啟動into下載圖片的時機優先使用快取中的資料。那麼他們各個模組是怎麼協調工作的呢？下面分塊來揭祕。

2 執行緒控制

BitmapHunter implements Runnable
這是一個單獨的圖片處理的執行緒單元。 run()方法中呼叫hunt方法獲取bitmap執行的核心程式碼

Bitmap hunt() throws IOException {
    Bitmap bitmap = null;

    //優先讀取記憶體
    if (shouldReadFromMemoryCache(memoryPolicy)) {
      bitmap = cache.get(key);
      if (bitmap != null) {
        stats.dispatchCacheHit();
        loadedFrom = MEMORY;
        if (picasso.loggingEnabled) {
          log(OWNER_HUNTER, VERB_DECODED, data.logId(), "from cache");
        }
        return bitmap;
      }
    }

//根據網路狀況執行圖片的載入
    data.networkPolicy = retryCount == 0 ? NetworkPolicy.OFFLINE.index : networkPolicy;
    RequestHandler.Result result = requestHandler.load(data, networkPolicy);
    if (result != null) {
      loadedFrom = result.getLoadedFrom();
      exifOrientation = result.getExifOrientation();
      bitmap = result.getBitmap();

      // If there was no Bitmap then we need to decode it from the stream.
      if (bitmap == null) {
        InputStream is = result.getStream();
        try {
          bitmap = decodeStream(is, data);
        } finally {
          Utils.closeQuietly(is);
        }
      }
    }

    if (bitmap != null) {
      if (picasso.loggingEnabled) {
        log(OWNER_HUNTER, VERB_DECODED, data.logId());
      }
      stats.dispatchBitmapDecoded(bitmap);
      //圖片適配的處理，由於是多執行緒所以做了同步加鎖的處理DECODE_LOCK
      if (data.needsTransformation() || exifOrientation != 0) {
        synchronized (DECODE_LOCK) {
          if (data.needsMatrixTransform() || exifOrientation != 0) {
            bitmap = transformResult(data, bitmap, exifOrientation);
            if (picasso.loggingEnabled) {
              log(OWNER_HUNTER, VERB_TRANSFORMED, data.logId());
            }
          }
          if (data.hasCustomTransformations()) {
            bitmap = applyCustomTransformations(data.transformations, bitmap);
            if (picasso.loggingEnabled) {
              log(OWNER_HUNTER, VERB_TRANSFORMED, data.logId(), "from custom transformations");
            }
          }
        }
        if (bitmap != null) {
          stats.dispatchBitmapTransformed(bitmap);
        }
      }
    }

    return bitmap;
  }

Dispatch類是一個控制的中心，控制執行緒的載入和取消、網路監聽、訊息處理等。

Dispatcher(Context context, ExecutorService service, Handler mainThreadHandler,
      Downloader downloader, Cache cache, Stats stats) {
    this.dispatcherThread = new DispatcherThread();
    this.dispatcherThread.start();
    Utils.flushStackLocalLeaks(dispatcherThread.getLooper());
    this.context = context;
    this.service = service;
    ···
    程式碼省略
  }

其構造中獲得service 即為PicassoExecutorService ，而PicassoExecutorService 整合自ThreadPoolExecutor,是一個執行緒池。
Picasso具有根據網路狀況控制執行緒數量的方法就是有PicassoExecutorService來控制完成的

 void adjustThreadCount(NetworkInfo info) {
    if (info == null || !info.isConnectedOrConnecting()) {
      setThreadCount(DEFAULT_THREAD_COUNT);
      return;
    }
    switch (info.getType()) {
      case ConnectivityManager.TYPE_WIFI:
      case ConnectivityManager.TYPE_WIMAX:
      case ConnectivityManager.TYPE_ETHERNET:
        setThreadCount(4);
        break;
      case ConnectivityManager.TYPE_MOBILE:
        switch (info.getSubtype()) {
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_LTE:  // 4G
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_HSPAP:
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EHRPD:
            setThreadCount(3);
            break;
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_UMTS: // 3G
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_CDMA:
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EVDO_0:
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EVDO_A:
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EVDO_B:
            setThreadCount(2);
            break;
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_GPRS: // 2G
          case TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EDGE:
            setThreadCount(1);
            break;
          default:
            setThreadCount(DEFAULT_THREAD_COUNT);
        }
        break;
      default:
        setThreadCount(DEFAULT_THREAD_COUNT);
    }
  }

上一節我們在into方法中提交執行下載enqueueAndSubmit的過程最終交由控制中心Dispatch中performSubmit來完成

void performSubmit(Action action, boolean dismissFailed) {
    if (pausedTags.contains(action.getTag())) {
    ···
    省略程式碼
    hunter = forRequest(action.getPicasso(), this, cache, stats, action);
    hunter.future = service.submit(hunter);
    hunterMap.put(action.getKey(), hunter);
    ···
    程式碼省略
    }
  }

叫BitmapHunter的執行緒放入執行緒池中控制執行
hunter.future = service.submit(hunter);

@Override
  public Future<?> submit(Runnable task) {
    PicassoFutureTask ftask = new PicassoFutureTask((BitmapHunter) task);
    execute(ftask);
    return ftask;
  }

3 回收任務

為了避免oom，快取中Target使用了weakReference弱引用，方便被系統回收。但是有些Target(比如說ImageView)已經被回收，但是所對應的Request請求還在繼續任務(Action)，就會浪費資源。Picasso中引入了一個叫CleanupThread的內部執行緒，CleanupThread是一個daemon執行緒，它的工作是找到那些Target(比如說ImageView)已經被回收的取消相應的任務Action。

看執行緒程式碼

private static class CleanupThread extends Thread {
    private final ReferenceQueue<Object> referenceQueue;
    private final Handler handler;

    CleanupThread(ReferenceQueue<Object> referenceQueue, Handler handler) {
      this.referenceQueue = referenceQueue;
      this.handler = handler;
      setDaemon(true);
      setName(THREAD_PREFIX + "refQueue");
    }

    @Override public void run() {
      Process.setThreadPriority(THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
      while (true) {
        try {
          // Prior to Android 5.0, even when there is no local variable, the result from
          // remove() & obtainMessage() is kept as a stack local variable.
          // We're forcing this reference to be cleared and replaced by looping every second
          // when there is nothing to do.
          // This behavior has been tested and reproduced with heap dumps.
          RequestWeakReference<?> remove =
              (RequestWeakReference<?>) referenceQueue.remove(THREAD_LEAK_CLEANING_MS);
          Message message = handler.obtainMessage();
          if (remove != null) {
            message.what = REQUEST_GCED;
            message.obj = remove.action;
            handler.sendMessage(message);
          } else {
            message.recycle();
          }
        } catch (InterruptedException e) {
          break;
        } catch (final Exception e) {
          handler.post(new Runnable() {
            @Override public void run() {
              throw new RuntimeException(e);
            }
          });
          break;
        }
      }
    }

    void shutdown() {
      interrupt();
    }
  }

由此看出此執行緒一直在遍歷ReferenceQueue，從中找到這樣的reference,就交給handler,handler會從reference中拿到action.
取消：

private void cancelExistingRequest(Object target) {
   checkMain();
   Action action = targetToAction.remove(target);
   if (action != null) {
      action.cancel();
      dispatcher.dispatchCancel(action);
   }
   if (target instanceof ImageView) {
      ImageView targetImageView = (ImageView) target;
      DeferredRequestCreator deferredRequestCreator =
            targetToDeferredRequestCreator.remove(targetImageView);
     if (deferredRequestCreator != null) {
        deferredRequestCreator.cancel();
      }
   }
}

4 LruCache快取

Picasso 採用LruCache快取方式，借鑑了volley。本質是使用LinkedHashMap快取。使用LinkedHashMap是因為其具有存取快，易遍歷的資料結構。

this.map = new LinkedHashMap<String, Bitmap>(0, 0.75f, true);

初始化快取記憶體的大小，在LurCache初始化的時候可以傳入自定義的大小控制元件。預設的大小為記憶體的15%。

static int calculateMemoryCacheSize(Context context) {
    ActivityManager am = getService(context, ACTIVITY_SERVICE);
    boolean largeHeap = (context.getApplicationInfo().flags & FLAG_LARGE_HEAP) != 0;
    int memoryClass = am.getMemoryClass();
    if (largeHeap && SDK_INT >= HONEYCOMB) {
      memoryClass = ActivityManagerHoneycomb.getLargeMemoryClass(am);
    }
    // Target ~15% of the available heap.
    return (int) (1024L * 1024L * memoryClass / 7);
}

存取很簡單就是簡單的從map中存取快取物件。

@Override public void set(String key, Bitmap bitmap) {
    if (key == null || bitmap == null) {
      throw new NullPointerException("key == null || bitmap == null");
    }
    Bitmap previous;
    //set、put可能為併發的操作，需要同步加鎖。
    synchronized (this) {
      putCount++;
      size += Utils.getBitmapBytes(bitmap);
      previous = map.put(key, bitmap);
      if (previous != null) {
        size -= Utils.getBitmapBytes(previous);
      }
    }
    //是否超過最大控制元件
    trimToSize(maxSize);
  }

5 圖形變化

圖片變化由Transformation定義了介面。交由BitmapHunter的hunt核心程式碼中執行。

static Bitmap applyCustomTransformations(List<Transformation> transformations, Bitmap result) {
    for (int i = 0, count = transformations.size(); i < count; i++) {
      final Transformation transformation = transformations.get(i);
      Bitmap newResult;
      try {
        newResult = transformation.transform(result);
      } catch (final RuntimeException e) {
        Picasso.HANDLER.post(new Runnable() {
          @Override public void run() {
            throw new RuntimeException(
                "Transformation " + transformation.key() + " crashed with exception.", e);
          }
        });
        return null;
      }

      if (newResult == null) {
        final StringBuilder builder = new StringBuilder() //
            .append("Transformation ")
            .append(transformation.key())
            .append(" returned null after ")
            .append(i)
            .append(" previous transformation(s).\n\nTransformation list:\n");
        for (Transformation t : transformations) {
          builder.append(t.key()).append('\n');
        }
        Picasso.HANDLER.post(new Runnable() {
          @Override public void run() {
            throw new NullPointerException(builder.toString());
          }
        });
        return null;
      }

      if (newResult == result && result.isRecycled()) {
        Picasso.HANDLER.post(new Runnable() {
          @Override public void run() {
            throw new IllegalStateException("Transformation "
                + transformation.key()
                + " returned input Bitmap but recycled it.");
          }
        });
        return null;
      }

      // If the transformation returned a new bitmap ensure they recycled the original.
      if (newResult != result && !result.isRecycled()) {
        Picasso.HANDLER.post(new Runnable() {
          @Override public void run() {
            throw new IllegalStateException("Transformation "
                + transformation.key()
                + " mutated input Bitmap but failed to recycle the original.");
          }
        });
        return null;
      }

      result = newResult;
    }
    return result;
  }

Request 維護了一個圖形變換的列表。圖片載入成功後 BitmapHunter遍歷這個集合完成圖形的變換。

Android Picasso圖片載入庫原始碼剖析

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