详细分析Fresco源码之图片加载流程

一、概述

Fresco 是一个强大的图片加载组件。使用它之后，你不需要再去关心图片的加载和显示这些繁琐的事情！ 支持 Android 2.3 及以后的版本。如果需要了解 Fresco 的使用可以访问 Fresco 使用文档。

Fresco是一个功能完善的图片加载框架，在Android开发中有着广泛的应用，那么它作为一个图片加载框架，有哪些特色让它备受推崇呢？

• 完善的内存管理功能，减少图片对内存的占用，即便在低端机器上也有着不错的表现。
• 自定义图片加载的过程，可以先显示低清晰度图片或者缩略图，加载完成后再显示高清图，可以在加载的时候缩放和旋转图片。
• 自定义图片绘制的过程，可以自定义谷中焦点、圆角图、占位图、overlay、进图条。
• 渐进式显示图片。
• 支持Gif。
• 支持Webp。

Fresco的组成结构还是比较清晰的，大致如下图所示:

其实这两张图来自不同的文章，但是我觉得两者的分层实际上基本是一样的。只是一个比较概括，一个比价具体，将两者摆在一起，更有助于大家去理解其实现细节。当然除了 UI 和加载显示部分外，还有 Gif，动态图片等内容，以及对应图片解码编码逻辑等。这部分不打算去讲解，因为这部分虽然也是源码很重要的一部分，但是这部分需要相关专业知识才好说明白，此外且涉及到 C++ 代码。

下面结合代码分别解释一下上面各模块的作用以及大概的工作原理。

二、DraweeView

它继承自ImageView，是Fresco加载图片各个阶段过程中图片显示的载体，比如在加载图片过程中它显示的是占位图、在加载成功时切换为目标图片。不过后续官方可能不再让这个类继承ImageView，所以该类并不支持ImageView 的 setImageXxx, setScaleType 以及其他类似的方法。目前DraweeView与ImageView唯一的交集是:它利用ImageView来显示 Drawable:

//DraweeView.setController()
public void setController(@Nullable DraweeController draweeController) {
    mDraweeHolder.setController(draweeController);
    super.setImageDrawable(mDraweeHolder.getTopLevelDrawable());  //super 就是 ImageView
}

//DraweeHolder.getTopLevelDrawable()
public @Nullable Drawable getTopLevelDrawable() {
    return mHierarchy == null ? null : mHierarchy.getTopLevelDrawable(); // mHierarchy 是 DraweeHierachy，
}

DraweeView.setController()会在Fresco加载图片时会调用。其实在这里可以看出Fresco的图片显示原理是 :利用ImageView显示DraweeHierachy的TopLevelDrawable。上面这段代码引出了UI 层中另外两个关键类:DraweeHolder和DraweeHierachy。

三、DraweeHierachy

可以说它是Fresco图片显示的实现者。它的输出是Drawable，这个Drawable会被DraweeView拿来显示(上面已经说了)。它内部有多个Drawable，当前显示在DraweeView的Drawable叫做TopLevelDrawable。在不同的图片加载阶段，TopLevelDrawable是不同的(比如加载过程中是 placeholder，加载完成是目标图片)。具体的Drawable切换逻辑是由它来具体实现的。

它是由DraweeController直接持有的，因此对于不同图片显示的切换操作具体是由DraweeController来直接操作的。

四、DraweeHolder

可以把它理解为DraweeView、DraweeHierachy和DraweeController这 3 个类之间的粘合剂， DraweeView 并不直接和DraweeController 和DraweeHierachy 直接接触，所有的操作都是通过它传过去。这样，后续将 DraweeView 的父类改为 View，也不会影响到其他类。DraweeView 作为 View 可以感知点击和生命周期，通过DraweeHolder 来控制其他两个类的操作。

想想如果是你，你会抽出 DraweeHolder 这样一个类吗？实际上，这里对我们平时开发也是有所借鉴，严格控制每一个类之间的关系，可以引入一些一些中间类，让类与类之间的关系耦合度降低，方便日后迭代。

具体引用关系如下图:

它的主要功能是: 接收DraweeView的图片加载请求，控制ProducerSequence发起图片加载和处理流程，监听ProducerSequence加载过程中的事件(失败、完成等)，并更新最新的Drawable到DraweeHierachy。

五、DraweeController 的构造逻辑

在Fresco中DraweeController是通过PipelineDraweeControllerBuilderSupplier 获取的。Fresco在初始化时会调用下面的代码:

// Fresco.java
private static void initializeDrawee(Context context, @Nullable DraweeConfig draweeConfig) {
    sDraweeControllerBuilderSupplier = new PipelineDraweeControllerBuilderSupplier(context, draweeConfig);
    SimpleDraweeView.initialize(sDraweeControllerBuilderSupplier);
}

sDraweeControllerBuilderSupplier 是静态变量，也就是说其在只会初始一次。所有的DraweeController都是通过调用sDraweecontrollerbuildersupplier.get() 得到的。

private void init(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
    try {
      if (FrescoSystrace.isTracing()) {
        FrescoSystrace.beginSection("SimpleDraweeView#init");
      }
      if (isInEditMode()) {
        getTopLevelDrawable().setVisible(true, false);
        getTopLevelDrawable().invalidateSelf();
      } else {
        Preconditions.checkNotNull(
            sDraweecontrollerbuildersupplier, "SimpleDraweeView was not initialized!");
        mControllerBuilder = sDraweecontrollerbuildersupplier.get(); // 调用一次就会创建一个新的实例
    }
    // ...... 省略其他代码
}

Fresco每次图片加载都会对应到一个DraweeController，一个DraweeView的多次图片加载可以复用同一个DraweeController:


SimpleDraweeView.java

public void setImageURI(Uri uri, @Nullable Object callerContext) {
    DraweeController controller =
        mControllerBuilder
            .setCallerContext(callerContext)
            .setUri(uri) //设置新的图片加载路径
            .setOldController(getController())  //复用 controller
            .build();
    setController(controller);
}

所以一般情况下 : 一个DraweeView对应一个DraweeController。

六、通过 DataSource 发起图片加载

在前面已经说了DraweeController是直接持有DraweeHierachy，所以它观察到ProducerSequence的数据变化是可以很容易更新到DraweeHierachy（具体代码先不展示了）。那它是如何控制ProducerSequence来加载图片的呢？其实DraweeController并不会直接和ProducerSequence发生关联。对于图片的加载，它直接接触的是DataSource，由DataSource进而来控制ProducerSequence发起图片加载和处理流程。下面就跟随源码来看一下DraweeController是如果通过DataSource来控制ProducerSequence发起图片加载和处理流程的。

// AbstractDraweeController.java
protected void submitRequest() {
    mDataSource = getDataSource();
    final DataSubscriber<T> dataSubscriber = new BaseDataSubscriber<T>() { //可以简单的把它理解为一个监听者
        @Override
        public void onNewResultImpl(DataSource<T> dataSource) { //图片加载成功
            ...
        }
        ...
    };
    ...
    mDataSource.subscribe(dataSubscriber, mUiThreadImmediateExecutor); //mUiThreadImmediateExecutor是指 dataSubscriber 回调方法运行的线程，这里是主线程
}

那DataSource是什么呢？ getDataSource()最终会调用到:

// PipelineDraweeControllerBuilder
 protected DataSource<CloseableReference<CloseableImage>> getDataSourceForRequest(
      DraweeController controller,
      String controllerId,
      ImageRequest imageRequest,
      Object callerContext,
      AbstractDraweeControllerBuilder.CacheLevel cacheLevel) {
    return mImagePipeline.fetchDecodedImage(
        imageRequest,
        callerContext,
        convertCacheLevelToRequestLevel(cacheLevel),
        getRequestListener(controller),
        controllerId);
  }

// CloseableProducerToDataSourceAdapter<T>
public static <T> DataSource<CloseableReference<T>> create(
      Producer<CloseableReference<T>> producer,
      SettableProducerContext settableProducerContext,
      RequestListener2 listener) {

    CloseableProducerToDataSourceAdapter<T> result =
        new CloseableProducerToDataSourceAdapter<T>(producer, settableProducerContext, listener);return result;
  }

所以DraweeController最终拿到的DataSource是CloseableProducerToDataSourceAdapter。这个类在构造的时候就会启动图片加载流程(它的构造方法会调用producer.produceResults(...)，这个方法就是图片加载的起点，我们后面再看)。

这里我们总结一下Fresco中DataSource的概念以及作用:在Fresco中DraweeController每发起一次图片加载就会创建一个DataSource，这个DataSource用来提供这次请求的数据(图片)。DataSource只是一个接口，至于具体的加载流程Fresco是通过ProducerSequence来实现的。

七、Fresco图片加载前的逻辑

了解了上面的知识后，我们过一遍图片加载的源码(从 UI 到 DraweeController)，来理一下目前所了解的各个模块之间的联系。我们在使用Fresco加载图片时一般是使用这个API:SimpleDraweeView.setImageURI(imageLink)，这个方法最终会调用到:

// SimpleDraweeView.java
public void setImageURI(Uri uri, @Nullable Object callerContext) {
    DraweeController controller = mControllerBuilder
            .setCallerContext(callerContext)
            .setUri(uri)
            .setOldController(getController())
            .build();    //这里会复用 controller
    setController(controller);
}

public void setController(@Nullable DraweeController draweeController) {
    mDraweeHolder.setController(draweeController);
    super.setImageDrawable(mDraweeHolder.getTopLevelDrawable());
}

即每次加载都会使用DraweeControllerBuilder来build一个DraweeController。其实这个DraweeController默认是复用的，这里的复用针对的是同一个SimpleDraweeView

。然后会把DraweeController设置给DraweeHolder，并在加载开始默认是从DraweeHolder获取TopLevelDrawable并展示到DraweeView。继续看一下DraweeHolder的逻辑:

// DraweeHolder.java
public @Nullable Drawable getTopLevelDrawable() {
    return mHierarchy == null ? null : mHierarchy.getTopLevelDrawable();
}

/** Sets a new controller. */
public void setController(@Nullable DraweeController draweeController) {
boolean wasAttached = mIsControllerAttached;
    if (wasAttached) {
        detachController();
    }
    // Clear the old controller
    if (isControllerValid()) {
        mEventTracker.recordEvent(Event.ON_CLEAR_OLD_CONTROLLER);
        mController.setHierarchy(null);
    }
    mController = draweeController;　
    // 注意这里是只有确定已经 attached 才会调用，也就是才回去加载图片
    if (wasAttached) {
        attachController();
    }
}

在DraweeHolder.setController()中把DraweeHierachy设置给DraweeController，并重新attachController()，attachController()主要调用了DraweeController.onAttach():

// AbstractDraweeController.java
public void onAttach() {
    ...
    mIsAttached = true;
    if (!mIsRequestSubmitted) {
      submitRequest();
    }
}

protected void submitRequest() {
    mDataSource = getDataSource();
    final DataSubscriber<T> dataSubscriber = new BaseDataSubscriber<T>() { //可以简单的把它理解为一个监听者
        @Override
        public void onNewResultImpl(DataSource<T> dataSource) { //图片加载成功
            ...
        }
        ...
    };
    ...
    mDataSource.subscribe(dataSubscriber, mUiThreadImmediateExecutor); //mUiThreadImmediateExecutor是指 dataSubscriber 回调方法运行的线程，这里是主线程
}

即通过submitRequest()提交了一个请求，这个方法我们前面已经看过了，它所做的主要事情就是，构造了一个DataSource。这个DataSource我们经过追踪，它的实例实际上是CloseableProducerToDataSourceAdapter。CloseableProducerToDataSourceAdapter在构造时就会调用producer.produceResults(...)，进而发起整个图片加载流程。

用下面这张图总结从SimpleDraweeView->DraweeController的图片加载逻辑:

到这里我们梳理完了Fresco在真正发起图片加载前所走的逻辑，那么Fresco的图片加载流程是如何控制的呢？到底经历了哪些步骤呢？

八、Producer

Fresco中有关图片的内存缓存、解码、编码、磁盘缓存、网络请求都是在这一层实现的，而所有的实现的基本单元是Producer，所以我们先来理解一下Producer:

看一下它的定义:

/**
 * <p> Execution of image request consists of multiple different tasks such as network fetch,
 * disk caching, memory caching, decoding, applying transformations etc. Producer<T> represents
 * single task whose result is an instance of T. Breaking entire request into sequence of
 * Producers allows us to construct different requests while reusing the same blocks.
 */
public interface Producer<T> {

  /**
   * Start producing results for given context. Provided consumer is notified whenever progress is made (new value is ready or error occurs).
   */
  void produceResults(Consumer<T> consumer, ProducerContext context);
}

结合注释我们可以这样定义Producer的作用：一个Producer用来处理整个Fresco图片处理流程中的一步，比如从网络获取图片、内存获取图片、解码图片等等。而对于Consumer可以把它理解为监听者，看一下它的定义:

public interface Consumer<T> {
/**
   * Called by a producer whenever new data is produced. This method should not throw an exception.
   *
   * <p>In case when result is closeable resource producer will close it after onNewResult returns.
   * Consumer needs to make copy of it if the resource must be accessed after that. Fortunately,
   * with CloseableReferences, that should not impose too much overhead.
   *
   * @param newResult
   * @param status bitwise values describing the returned result
   * @see Status for status flags
   */
  void onNewResult(T newResult, @Status int status);

  /**
   * Called by a producer whenever it terminates further work due to Throwable being thrown. This
   * method should not throw an exception.
   *
   * @param t
   */
  void onFailure(Throwable t);

  /** Called by a producer whenever it is cancelled and won't produce any more results */
  void onCancellation();

  /**
   * Called when the progress updates.
   *
   * @param progress in range [0, 1]
   */
  void onProgressUpdate(float progress);
}

Producer的处理结果可以通过Consumer来告诉外界，比如是失败还是成功。

九、Producer 的组合

一个ProducerA可以接收另一个ProducerB作为参数，如果ProducerA处理完毕后可以调用ProducerB来继续处理。并传入Consumer来观察ProducerB的处理结果。比如Fresco在加载图片时会先去内存缓存获取，如果内存缓存中没有那么就网络加载。这里涉及到两个Producer分别是BitmapMemoryCacheProducer和NetworkFetchProducer，假设BitmapMemoryCacheProducer为ProducerA，NetworkFetchProducer为ProducerB。我们用伪代码看一下他们的逻辑:

// BitmapMemoryCacheProducer.java

public class BitmapMemoryCacheProducer implements Producer<CloseableReference<CloseableImage>> {

    private final Producer<CloseableReference<CloseableImage>> mInputProducer;

    // 我们假设 inputProducer 在这里为NetworkFetchProducer
    public BitmapMemoryCacheProducer(...,Producer<CloseableReference<CloseableImage>> inputProducer) {
        ...
        mInputProducer = inputProducer;
    }

    @Override
    public void produceResults(Consumer<CloseableReference<CloseableImage>> consumer,...) {
        CloseableReference<CloseableImage> cachedReference = mMemoryCache.get(cacheKey);

        if (cachedReference != null) {
            //从缓存中获取成功，直接通知外界
            consumer.onNewResult(cachedReference, BaseConsumer.simpleStatusForIsLast(isFinal));
            return;
        }
        //包了一层Consumer，即mInputProducer产生结果时，它自己可以观察到
        Consumer<CloseableReference<CloseableImage>> wrappedConsumer = wrapConsumer(consumer..);
        //网络加载
        mInputProducer.produceResults(wrappedConsumer, producerContext);
    }
}

// NetworkFetchProducer.java

public class NetworkFetchProducer implements Producer<EncodedImage> {

   // 它并没有 inputProducer, 对于 Fresco 的图片加载来说如果网络都获取失败，那么就是图片加载失败了

    @Override
    public void produceResults(final Consumer<CloseableReference<CloseableImage>> consumer,..) {

       // 网路获取
       //   ...
        if(获取到网络图片){
            notifyConsumer(...); //把结果通知给consumer，即观察者
        }
        ...
    }
}

代码可能不是很好理解，可以结合下面这张图来理解这个关系:

Fresco可以通过组装多个不同的Producer来灵活的定义不同的图片处理流程的，多个Producer组装在一块称为ProducerSequence (Fresco 中并没有这个类哦)。一个ProducerSequence一般定义一种图片处理流程，比如网络加载图片的ProducerSequence叫做NetworkFetchSequence，它包含多个不同类型的Producer。

十、网络图片加载的处理流程

在Fresco中不同的图片请求会有不同的ProducerSequence来处理，比如网络图片请求:

// ProducerSequenceFactory.java
private Producer<CloseableReference<CloseableImage>> getBasicDecodedImageSequence(ImageRequest imageRequest) {
    switch (imageRequest.getSourceUriType()) {
        case SOURCE_TYPE_NETWORK: return getNetworkFetchSequence();
        ...
}

所以对于网络图片请求会调用getNetworkFetchSequence:

/**
* swallow result if prefetch -> bitmap cache get -> background thread hand-off -> multiplex ->
* bitmap cache -> decode -> multiplex -> encoded cache -> disk cache -> (webp transcode) ->
* network fetch.
*/
private synchronized Producer<CloseableReference<CloseableImage>> getNetworkFetchSequence() {
    ...
    mNetworkFetchSequence = new BitmapCacheGetToDecodeSequence(getCommonNetworkFetchToEncodedMemorySequence());
    ...
    return mNetworkFetchSequence;
}

getNetworkFetchSequence会经过重重调用来组合多个Producer。这里我就不追代码逻辑了，直接用下面这张图来描述Fresco网络加载图片的处理流程:

可以看到Fresco的整个图片加载过程还是十分复杂的。并且上图我只是罗列一些关键的Producer，其实还有一些我没有画出来。

十一、总结

为了辅助理解，再提供一张总结的流程图，将上面整个过程都放在里面了。后续的系列文章会详细介绍 UI 和图片加载过程，希望通过阅读其源码来详细了解内部的代码逻辑以及设计思路。

其实我们在阅读别人源码的时候，除了要知道具体的细节之外，也要注意别人的模块设计，借鉴其设计思想。然后想想如果是你在设计的时候，你会怎么划分模块，如何将不同的模块联系起来。

当模块划分后，里面的子模块又是如何划分的，它们之间协作关系如何保持。

以上就是详细分析Fresco源码之图片加载流程的详细内容，更多关于Fresco 图片加载流程的资料请关注我们其它相关文章！