作为系列文章的第十篇，本篇主要深入了解 Flutter 中图片加载的流程，剥析图片流程中有意思的片段，结尾再实现 Flutter 实现本地图片缓存的支持。

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在 Flutter 中，图片的加载主要是通过 Image 控件实现的，而 Image 控件本身是一个 StatefulWidget ，通过前文我们可以快速想到， Image 肯定对应有它的 RenderObject 负责 layout 和 paint ，那么这个过程中，图片是如何变成画面显示出来的？

一、图片流程

Flutter 的图片加载流程其实“并不复杂”，具体可点击下方大图查看，以网络图片加载为例子，先简单总结，其中主要流程是：

  • 1、首先 Image 通过 ImageProvider 得到 ImageStream 对象
  • 2、然后 _ImageState 利用 ImageStream 添加监听，等待图片数据
  • 3、接着 ImageProvider 通过 load 方法去加载并返回 ImageStreamCompleter 对象
  • 4、然后 ImageStream 会关联 ImageStreamCompleter
  • 5、之后 ImageStreamCompleter 会通过 http 下载图片，再经过 PaintingBinding 编码转化后，得到 ui.Codec 可绘制对象，并封装成 ImageInfo 返回
  • 6、接着 ImageInfo 回调到 ImageStream 的监听，设置给 _ImageState build 的 RawImage 对象。
  • 7、最后 RawImage 的 RenderImage 通过 paint 绘制 ImageInfo 中的 ui.Codec

注意，这的 ui.Codec 和后面的 ui.Image等，只是因为 Flutter 中在导入对象时，为了和其他类型区分而加入的重命名：import 'dart:ui' as ui show Codec;

是不是感觉有点晕了？relax！后面我们将逐步理解这个流程。

点击大图查看

在 Flutter 的图片的加载流程中，主要有三个角色：

  • Image ：用于显示图片的 Widget，最后通过内部的 RenderImage 绘制。
  • ImageProvider：提供加载图片的方式如 NetworkImage 、FileImage 、MemoryImage 、AssetImage 等，从而获取 ImageStream ，用于监听结果。
  • ImageStream：图片的加载对象，通过 ImageStreamCompleter 最后会返回一个 ImageInfo ，而 ImageInfo 内包含有 RenderImage 最后的绘制对象 ui.Image 。

从上面的大图流程可知，网络图片是通过 NetworkImage 这个 Provider 去提供加载的，各类 Provider 的实现其实大同小异，其中主要需要实现的方法主要如下图所示：

十、 深入图片加载流程 - 图2

1、obtainKey

该方法主要用于标示当前 Provider 的存在，比如在 NetworkImage 中，这个方法返回的是 SynchronousFuture<NetworkImage>(this)，也就是 NetworkImage 自己本身，并且得到的这个 key 在 ImageProvider 中，是用于作为内存缓存的 key 值。

在 NetworkImage 中主要是通过 runtimeType 、url 、scale 这三个参数判断两个NetworkImage 是否相等，所以除了 url ，图片的 scale 同样会影响缓存的对象哦。

2、load(T key)

load 方法顾名思义就是加载了，而该方法中所使用的 key ，毫无疑问就是上面 obtainKey 方法所提供的。

load 方法返回的是 ImageStreamCompleter 抽象对象，它主要是用于管理和通知 ImageStream 中得到的 dart:ui.Image ，比如在 NetworkImage 中的是子类 MultiFrameImageStreamCompleter , 它可以处理多帧的动画，如果图片只有一针，那么将执行一次都结束。

3、resolve

ImageProvider 的关键在于 resolve 方法，从流程图我们可知，该方法在 Image 的生命周期回调方法 didChangeDependencies 、 didUpdateWidget 、 reassemble 里会被调用，从下方源码可以看出，上面我们所实现的 obtainKey 和 load 都会在这里被调用

十、 深入图片加载流程 - 图3

这个有个有意思的对象，就是 Zone ！

因为在 Flutter 中，同步异常可以通过try-catch捕获，而异步异常如 Future ，是无法被当前的 try-catch 直接捕获的。

所以在 Dart中 Zone 的概念，你可以给执行对象指定一个Zone，类似提供一个沙箱环境，而在这个沙箱内，你就可以全部可以捕获、拦截或修改一些代码行为，比如所有未被处理的异常。

resolve 方法内主要是用到了 PaintingBinding.instance.imageCache.putIfAbsent(key, () => load(key) ， PaintingBinding 是一个胶水类，主要是通过 Mixins 粘在 WidgetsFlutterBinding 上使用，而以前的篇章我们说过， WidgetsFlutterBinding 就是我们的启动方法 runApp 的执行者。

所以图片缓存是在PaintingBinding.instance.imageCache内单例维护的。

如下图所示，putIfAbsent 方法内部，主要是通过 key 判断内存中是否已有缓存、或者正在缓存的对象，如果是就返回该 ImageStreamCompleter ，不然就调用 loader 去加载并返回。

值得注意的是，此时的的 cache 是有两个状态的，因为返回的 ImageStreamCompleter 并不代表着图片就加载完成，所以如果是首次加载，会先有 _PendingImage 用于标示该key的图片处于加载中的状态 ，并且添加一个 listener， 用于图片加载完成后，替换为缓存 _CacheImage 。

十、 深入图片加载流程 - 图4

发现没有，这里和我们理解上的 Cache 概念稍微有点不同，以前我们缓存的一般是 key - bitmap 对象，也就是实际绘制数据，而在 Flutter 中，缓存的仅是ImageStreamCompleter 对象，而不是实际绘制对象 dart:ui.Image 。

3、ImageStreamCompleter

ImageStreamCompleter 是一个抽象对象，它主要是用于管理和通知 ImageStream ，处理图片数据后得到的包含有 dart:ui.Image 的对象 ImageInfo 。

接下来我们看 NetworkImage 中的 ImageStreamCompleter 实现类 MultiFrameImageStreamCompleter 。如下图代码所示，MultiFrameImageStreamCompleter 主要通过 codec 参数获得渲染数据，而这个数据来源通过 _loadAsync 方法得到，该方法主要通过 http 下载图片后，对图片数据通过 PaintingBinding 进行 ImageCodec 编码处理，将图片转化为引擎可绘制数据。

十、 深入图片加载流程 - 图5

而在 MultiFrameImageStreamCompleter 内部， ui.Codec 会被 ui.Image ，通过 ImageInfo 封装起来，并逐步往回回调到 _ImageState 中，然后通过 setState 将数据传递到 RenderImage 内部去绘制。

十、 深入图片加载流程 - 图6

怎么样，现在再回过头去看开头的流程图，有没有一切明了的感觉？

二、本地图片缓存

通过上方流程的了解，我们知道 Flutter 实现了图片的内存缓存，但是并没有实现图片的本地缓存，所以我们入手的点，应该从 ImageProvider 开始。

通过上面对 NetworkImage 的分析，我们知道图片是在 _loadAsync 方法通过 http 下载的，所以最简单的就是，我们从 NetworkImage cv 一份代码，修改 _loadAsync 支持 http 下载前读取本地缓存，下载后通过将数据保存在本地。

结合 flutter_cache_manager 插件，如下方代码所示，就可以快速简单实现图片的本地缓存：

  1.  Future<ui.Codec> _loadAsync(NetworkImage key) async {
  2.     assert(key == this);
  4.     /// add this start
  5.     /// flutter_cache_manager DefaultCacheManager
  6.     final fileInfo = await DefaultCacheManager().getFileFromCache(key.url);
  7.     if(fileInfo != null && fileInfo.file != null) {
  8.       final Uint8List cacheBytes = await fileInfo.file.readAsBytes();
  9.       if (cacheBytes != null) {
  10.         return PaintingBinding.instance.instantiateImageCodec(cacheBytes);
  11.       }
  12.     }
  13.     /// add this end
  15.     final Uri resolved = Uri.base.resolve(key.url);
  16.     final HttpClientRequest request = await _httpClient.getUrl(resolved);
  17.     headers?.forEach((String name, String value) {
  18.       request.headers.add(name, value);
  19.     });
  20.     final HttpClientResponse response = await request.close();
  21.     if (response.statusCode != HttpStatus.ok)
  22.       throw Exception('HTTP request failed, statusCode: ${response?.statusCode}, $resolved');
  24.     final Uint8List bytes = await consolidateHttpClientResponseBytes(response);
  25.     if (bytes.lengthInBytes == 0)
  26.       throw Exception('NetworkImage is an empty file: $resolved');
  28.     /// add this start
  29.     await DefaultCacheManager().putFile(key.url, bytes);
  30.     /// add this edn
  32.     return PaintingBinding.instance.instantiateImageCodec(bytes);
  33.   }

三、其他补充

1、缓存数量

在闲鱼关于 Flutter 线上应用的内存分析文章中，有过对图片加载对内存问题的详细分析，其中就有一个是 ImageCache 的问题。

上面的流程我们知道， ImageCache 缓存的是一个异步对象，缓存异步加载对象的一个问题是，在图片加载解码完成之前，你无法知道到底将要消耗多少内存，并且大量的图片加载，会导致的解码任务需要产生大量的IO。

而在 Flutter 中， ImageCache 默认的缓存大小是

  1. const int _kDefaultSize = 1000;
  2. const int _kDefaultSizeBytes = 100 << 20; // 100

所以简单粗暴的做法是： PaintingBinding.instance.imageCache.maximumSize = 100; 同时在页面不可见时暂停图片的加载等。

2、.9图

在 Image中，可以通过 centerSlice 配置参数设置.9图效果哦。

自此，第十篇终于结束了！(///▽///)

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