iOS 网络缓存机制分析

iOS 网络请求缓存机制分析

在移动互联网时代,有大量的静态资源需要在移动客户端进行展示,这些静态资源占据了客户端的主要网络流量。iOS系统针对get请求提供了多种缓存策略,正确地使用缓存策略可以有效减少网络流量的消耗,极大缩短页面的打开时间,提升用户体验,但另外一方面,如果使用缓存策略不当,当服务器的资源发生变化时,客户端未能及时发现而且展示了缓存资源,导致用户未能及时获取最新的内容,造成不良影响。

多种缓存策略 (get 请求)

  • NSURLRequestUseProtocolCachePolicy

这个是默认的缓存机制,当系统第一次请求该网络资源时,本地缓存当中并不存在该资源文件,于是请求了整个资源文件,并且缓存该文件的缓存信息。当第二请求该文件时,系统会在请求头添加If-Modified-Since字段或者If-None-Match字段,将缓存信息携带上去,服务器根据缓存信息判断该资源是否发生了变化,如果没有变化,则返回304消息。

  • NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData

该策略在每次请求资源时都会将忽略本地的缓存内容,每次都会将最新的资源请求下来。

  • NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad

该策略有缓存就用缓存,没有缓存就重新请求。在第一次请求资源时,由于本地并不存在缓存资源,会将资源请求下来。在第二次请求时,由于本地已经存在了缓存内容,客户端根本不再发起网络请求。上图中是多次请求资源的结果,只有在第一请求资源时才会发送请求。

  • NSURLRequestReturnCacheDataDontLoad

该策略有缓存就用缓存,没有缓存就不发请求,当做请求出错处理。当本地并不存在对应的缓存资源时,回调接口会报错

自定义缓存策略

在大部分情况下,使用默认的缓存策略可以满足客户端的需求,但是该策略存在一个问题,即在第二次请求网络资源时,需要发起一个请求来判断资源是否发生的变化,客户端需要等待这个请求返回之后来判断是否使用缓存结果。如果我们知道该资源变化的频率特别低,我们不必要在每次动态请求资源时都发起一个资源是否变化的请求,而是在应用启动时发起请求,每次启动后就更新资源信息。此时就需要了解缓存的原理。

对于服务器而言,主要可以通过两种方法来差别客户端的缓存是否过期。

  1. 第一个是下发Last-Modified字段信息,客户端将该字段内容缓存下来,该字段保存了资源上次修改的信息,此后客户端在发起请求时,在请求头当中添加If-Modified-Since字段,将资源修改时间携带上去,服务器根据时间来判断资源是否进行了修改。
  2. 第二种方法是通过下发ETag字段信息,该字段保存了资源的唯一标识,大部分会使用Hash值来表示。客户端在收到结果后将该字段进行缓存,然后每次请求资源时,将该缓存结果放在If-None-Match字段当中,服务器通过比较标识号来判断缓存是否过期。

通过上面对缓存机制的分析,完全只可以自定义缓存策略,在每次请求时,将服务器端的缓存信息保存到本地,以后在每次用户启动或者固定时间间隔动态发送信息更新资源信息,可以更加有效地提供加载速度。

iOS图片网络请求缓存机制分析

ios图片网络请求主要用到SDWebImage,一个为UIImageView提供一个分类来支持远程服务器图片加载的库。

主要功能包含以下:

  1. 一个添加了web图片加载和缓存管理的UIImageView分类
  2. 一个异步图片下载器
  3. 一个异步的内存加磁盘综合存储图片并且自动处理过期图片
  4. 支持动态gif图
  5. 支持webP格式的图片
  6. 后台图片解压处理
  7. 确保同样的图片url不会下载多次
  8. 确保伪造的图片url不会重复尝试下载
  9. 确保主线程不会阻塞

流程图:

主要原理

1.图片下载

  • SDWebImageDownloader
  1. 单例,图片下载器,负责图片异步下载,并对图片加载做了优化处理
  2. 图片的下载操作放在一个NSOperationQueue并发操作队列中,队列默认最大并发数是6

2.缓存

  1. 内存缓存及磁盘缓存

  2. 内存缓存的处理由NSCache对象实现,NSCache类似一个集合的容器,它存储key-value对,类似于nsdictionary类,我们通常使用缓存来临时存储短时间使用但创建昂贵的对象,重用这些对象可以优化新能,同时这些对象对于程序来说不是紧要的,如果内存紧张就会自动释放。

  3. 磁盘缓存的处理使用NSFileManager对象实现,图片存储的位置位于cache文件夹,另外SDImageCache还定义了一个串行队列来异步存储图片。

  4. SDImageCache提供了大量方法来缓存、获取、移除及清空图片。对于图片的索引,我们通过一个key来索引,在内存中,我们将其作为NSCache的key值,而在磁盘中,我们用这个key值作为图片的文件名,对于一个远程下载的图片其url实作为这个key的最佳选择。

  5. 存储图片

先在内存中放置一份缓存,如果需要缓存到磁盘,将磁盘缓存操作作为一个task放到串行队列中处理,会先检查图片格式是jpeg还是png,将其转换为响应的图片数据,最后吧数据写入磁盘中(文件名是对key值做MD5后的串)。

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