【MDCC 2015】開源選型之Android三大圖片緩衝原理、特性對比

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摘要：這是快的打車移動端架構師、Android 開源項目源碼解析codeKK發起人 吳更新（@Trinea）在MDCC上分享的內容，從總體設計和原理上對幾個圖片緩衝進行對比，沒用到它們的朋友也可以瞭解它們在某些特性上的實現。

【CSDN現場報道】10月14日-16日，“ 2015移動開發人員大會 · 中國”（Mobile Developer Conference China 2015，簡稱MDCC 2015）在北京新雲南皇冠假日酒店隆重舉行。本次大會由全球最大中文IT社區CSDN和中國最具關注度的全方位創業平台創新工場聯合主辦，以“萬物互聯，移動為先”為主題，邀請國內外業界領袖與技術專家共論移動開發的熱點，在實踐中剖析技術方案與趨勢。

 

快的打車移動端架構師 吳更新（Trinea） 

這是快的打車移動端架構師、Android 開源項目源碼解析 codeKK 發起人 吳更新（ @Trinea）在MDCC上分享的內容（略微改動），也是源碼解析第一期發布時介紹的源碼解析後續會慢慢做的事。從總體設計和原理上對幾個圖片緩衝進行對比，沒用到它們的朋友也可以瞭解它們在某些特性上的實現。（PPT>>Android開源項目選型之圖片緩衝）

上篇關於選擇開源項目的好處及如何選擇開源項目可見： 開源項目使用及選型。

一. 四大圖片 緩衝基本資料

Universal ImageLoader 是很早開源的圖片緩衝，在早期被很多應用使用。

Picasso 是 Square 開源的項目，且他的主導者是 JakeWharton，所以廣為人知。

Glide 是 Google 員工的開源項目，被一些 Google App 使用，在去年的 Google I/O 上被推薦，不過目前國內資料不多。

Fresco 是 Facebook 在今年上半年開源的圖片緩衝，主要特點包括：

 

1. 兩個記憶體緩衝加上 Native 緩衝構成了三級緩衝；
2. 支援流式，可以類似網頁上模糊漸進式顯示圖片；
3. 對多幀動畫圖片支援更好，如 Gif、WebP。

 

鑒於 Fresco 還沒發布正式的 1.0 版本，同時一直沒太多時間熟悉 Fresco 源碼，後面對比不包括 Fresco，以後有時間再加入對比。

二、基本概念

在正式對比前，先瞭解幾個圖片緩衝通用的概念：

 

1. RequestManager：請求產生和管理模組；
2. Engine：引擎部分，負責建立任務（擷取資料），並調度執行；
3. GetDataInterface：資料擷取介面，負責從各個資料來源擷取資料。 比如 MemoryCache 從記憶體緩衝擷取資料、DiskCache 從本地緩衝擷取資料，下載器從網路擷取資料等。
4. Displayer：資源（圖片）顯示器，用於顯示或操作資源。 比如 ImageView，這幾個圖片緩衝都不僅僅支援 ImageView，同時支援其他 View 以及虛擬 Displayer 概念。
5. Processor 資源（圖片）處理器， 負責處理資源，比如旋轉、壓縮、截取等。

 

以上概念的稱呼在不同圖片緩衝中可能不同，比如 Displayer 在 ImageLoader 中叫做 ImageAware，在 Picasso 和 Glide 中叫做 Target。

三、共同優點

1. 使用簡單 
都可以通過一句代碼可實現圖片擷取和顯示。

2. 可配置度高，自適應程度高 
圖片緩衝的下載器（重試機制）、解碼器、顯示器、處理器、記憶體緩衝、本地緩衝、線程池、緩衝演算法等大都可輕鬆配置。

自適應程度高，根據系統效能初始化緩衝配置、系統資訊變更後動態調整策略。 
比如根據 CPU 核心數確定最大並發數，根據可用記憶體確定記憶體緩衝大小，網路狀態變化時調整最大並發數等。

3. 多級緩衝 
都至少有兩級緩衝、提高圖片載入速度。

4. 支援多種資料來源 
支援多種資料來源，網路、本地、資源、Assets 等

5. 支援多種 Displayer 
不僅僅支援 ImageView，同時支援其他 View 以及虛擬 Displayer 概念。

其他小的共同點包括支援動畫、支援 transform 處理、擷取 EXIF 資訊等。

四、ImageLoader 設計及優點

 

1. 總體設計及流程

上面是 ImageLoader 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 分發任務到具體線程池去執行，任務通過 Cache 及 ImageDownloader 擷取圖片，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. ImageLoader 優點

(1) 支援下載進度監聽

(2) 可以在 View 滾動中暫停圖片載入 
通過 PauseOnScrollListener 介面可以在 View 滾動中暫停圖片載入。

(3) 預設實現多種記憶體緩衝演算法 這幾個圖片緩衝都可以配置緩衝演算法，不過 ImageLoader 預設實現了較多緩衝演算法，如 Size 最大先刪除、使用最少先刪除、最近最少使用、先進先刪除、時間最長先刪除等。

(4) 支援本地緩衝檔案名稱規則定義

五、Picasso 設計及優點

 

1. 總體設計及流程

上面是 Picasso 的總體設計圖。整個庫分為 Dispatcher，RequestHandler 及 Downloader，PicassoDrawable 等模組。

Dispatcher 負責分發和處理 Action，包括提交、暫停、繼續、取消、網路狀態變化、重試等等。

簡單的講就是 Picasso 收到載入及顯示圖片的任務，建立 Request 並將它交給 Dispatcher，Dispatcher 分發任務到具體 RequestHandler，任務通過 MemoryCache 及 Handler(資料擷取介面) 擷取圖片，圖片擷取成功後通過 PicassoDrawable 顯示到 Target 中。

需要注意的是上面 Data 的 File system 部分，Picasso 沒有自訂本地緩衝的介面，預設使用 http 的本地緩衝，API 9 以上使用 okhttp，以下使用 Urlconnection，所以如果需要自訂本地緩衝就需要重定義 Downloader。

2. Picasso 優點

(1) 內建統計監控功能 
支援圖片緩衝使用的監控，包括緩衝命中率、已使用記憶體大小、節省的流量等。

(2) 支援優先順序處理 
每次任務調度前會選擇優先順序高的任務，比如 App 頁面中 Banner 的優先順序高於 Icon 時就很適用。

(3) 支援延遲到圖片尺寸計算完成載入

(4) 支援飛航模式、並發線程數根據網路類型而變 
手機切換到飛航模式或網路類型變換時會自動調整線程池最大並發數，比如 wifi 最大並發為 4， 4g 為 3，3g 為 2。 
這裡 Picasso 根據網路類型來決定最大並發數，而不是 CPU 核心數。

(5) “無”本地緩衝 
無”本地緩衝，不是說沒有本地緩衝，而是 Picasso 自己沒有實現，交給了 Square 的另外一個網路程式庫 okhttp 去實現，這樣的好處是可以通過請求 Response Header 中的 Cache-Control 及 Expired 控製圖片的到期時間。

六、Glide 設計及優點

 

1. 總體設計及流程

上面是 Glide 的總體設計圖。整個庫分為 RequestManager（要求管理器），Engine（資料擷取引擎）、Fetcher（資料擷取器）、MemoryCache（記憶體緩衝）、DiskLRUCache、Transformation（圖片處理）、Encoder（本地緩衝儲存）、Registry（圖片類型及解析器配置）、Target（目標）等模組。

簡單的講就是 Glide 收到載入及顯示資源的任務，建立 Request 並將它交給RequestManager，Request 啟動 Engine 去資料來源擷取資源(通過 Fetcher )，擷取到後 Transformation 處理後交給 Target。

Glide 依賴於 DiskLRUCache、GifDecoder 等開源庫去完成本地緩衝和 Gif 圖片解碼工作。

2. Glide 優點

(1) 圖片緩衝->媒體緩衝 
Glide 不僅是一個圖片緩衝，它支援 Gif、WebP、縮圖。甚至是 Video，所以更該當做一個媒體緩衝。

(2) 支援優先順序處理

(3) 與 Activity/Fragment 生命週期一致，支援 trimMemory 
Glide 對每個 context 都保持一個 RequestManager，通過 FragmentTransaction 保持與 Activity/Fragment 生命週期一致，並且有對應的 trimMemory 介面實現可供調用。

(4) 支援 okhttp、Volley 
Glide 預設通過 UrlConnection 擷取資料，可以配合 okhttp 或是 Volley 使用。實際 ImageLoader、Picasso 也都支援 okhttp、Volley。

(5) 記憶體友好 
① Glide 的記憶體緩衝有個 active 的設計 
從記憶體緩衝中取資料時，不像一般的實現用 get，而是用 remove，再將這個緩衝資料放到一個 value 為軟引用的 activeResources map 中，並計數引用數，在圖片載入完成後進行判斷，如果引用計數為空白則回收掉。

② 記憶體緩衝更小圖片 
Glide 以 url、viewwidth、viewheight、螢幕的解析度等做為聯合 key，將處理後的圖片緩衝在記憶體緩衝中，而不是原始圖片以節省大小

③ 與 Activity/Fragment 生命週期一致，支援 trimMemory

④ 圖片預設使用預設 RGB565 而不是 ARGB888 
雖然清晰度差些，但圖片更小，也可配置到 ARGB_888。

其他：Glide 可以通過 signature 或不使用本地緩衝支援 url 到期

七、匯總

三者總體上來說，ImageLoader 的功能以及代理容易理解長度都一般。

Picasso 代碼雖然只在一個包下，沒有嚴格的包區分，但代碼簡單、邏輯清晰，一兩個小時就能叫深入的瞭解完。

Glide 功能強大，但代碼量大、流轉複雜。在較深掌握的情況下才推薦使用，免得出了問題難以下手解決。

【MDCC 2015】開源選型之Android三大圖片緩衝原理、特性對比