iOS性能之WebP

当今互联网，无论网页还是APP，流量占用最大的，多数都是因为图片，越是良好的用户体验，对图片的依赖度越高。但是图片是一把双刃剑，带来了用户体验，吸引了用户注意，却影响了性能，因为网络请求时间会相对比较长。

图片分很多种，比较主流的就是：位图（BMP），jpg（JPEG，有损压缩格式），png（无损压缩格式）等，这三种，按照图片大小和清晰度来看，依次是：BMP > png > jpg。因为jpg是有损压缩格式，所以jpg图片相对最小。iOS普遍选择的是png来作为最优先选择的图片（苹果官方也是这样建议的）。

不过，有一种图片格式，在大小上比png小，图片质量上跟png差不多，就是WebP。

什么是WebP？

简单描述一下，WebP是google创造出的一种图片格式，图片的压缩和解码都由google提供的API完成（各种语言都有，不过目前好像没看到js可以解码WebP的），在无损压缩的情况下，比png要小28%左右。

现在已经被各大浏览器厂商兼容（如：Chrome，Firefox等），不过苹果的Safri还没有兼容这种格式，所以如果UIWebView里面含有WebP的图片的话，就会显示不出来（但是我们可以通过NSUrlProtocol来做处理）。如果要在APP中使用得话，我们需要引入SDWebImage这个第三方库。

SDWebImage使用WebP

这个第三方库封装得很好，使用起来与我们以前用他来加载网络图片方式一样，如下：

[imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:图片路径] placeholderImage:[UIImage imageNamed:@"默认图片"] completed:^(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType, NSURL *imageURL) { }];

不过，我们要深入看看他究竟是怎么实现的。

我们打开：

SDWebImageDownloaderOperation

这个类继承了NSOperation，主要使用NSUrlSession来下载网络图片，我们来看他下载完成的委托方法：

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task didCompleteWithError:(NSError *)error

我们截取部分代码块来集中分析一下：

UIImage *image = [UIImage sd_imageWithData:self.imageData];
 
调试进去：
 
    UIImage *image;
    NSString *imageContentType = [NSData sd_contentTypeForImageData:data]; //根据数据流的前8位来判断图片类型
    if ([imageContentType isEqualToString:@"image/gif"]) {
        image = [UIImage sd_animatedGIFWithData:data];
    }
#ifdef SD_WEBP
    else if ([imageContentType isEqualToString:@"image/webp"])
    {
        image = [UIImage sd_imageWithWebPData:data]; //将WebP解码成相应的格式（可能是jpg，png等）
    }
#endif
    else {
        image = [[UIImage alloc] initWithData:data];
        UIImageOrientation orientation = [self sd_imageOrientationFromImageData:data];
        if (orientation != UIImageOrientationUp) {
            image = [UIImage imageWithCGImage:image.CGImage
                                        scale:image.scale
                                  orientation:orientation];
        }
    }

我们来说下sd_contentTypeForImageData 这个方法，如下：

+ (NSString *)sd_contentTypeForImageData:(NSData *)data {
    uint8_t c;
    [data getBytes:&c length:];
    switch (c) {
        case 0xFF:
            return @"image/jpeg";
        case 0x89:
            return @"image/png";
        case 0x47:
            return @"image/gif";
        case 0x49:
        case 0x4D:
            return @"image/tiff";
        case 0x52:
            // R as RIFF for WEBP
            if ([data length] < ) {
                return nil;
            }
 
            NSString *testString = [[NSString alloc] initWithData:[data subdataWithRange:NSMakeRange(, )] encoding:NSASCIIStringEncoding];
            if ([testString hasPrefix:@"RIFF"] && [testString hasSuffix:@"WEBP"]) {
                return @"image/webp";
            }
 
            return nil;
    }
    return nil;
}

里面的uint8_t就是取NSData的前8位，因为图片变换成NSData后，是使用得ASCII码来表示的，每种图片都含有固定的头信息块。

png是：89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A

bmp是：42 4D

jpg是：FF D8 FF

webp是：52 49 46 46 中间4个字符不定 57 45 42 50（翻译过来就是：RIFF 其他4个字符 WEBP）

这样来看，上面代码的含义就比较清楚了。

如果想深入了解一下图片格式及组成，这里有一篇不错的文章：

http://blog.csdn.net/hherima/article/details/45846901

我们再来看看 sd_imageWithWebPData 这个方法

里面封装了将WebP解码成其他格式图片的过程。WebP是采用VP8的编码格式。有兴趣可以研究一下具体的算法实现过程，这里有几篇文章介绍WebP的压缩算法。

https://developers.google.com/speed/webp/docs/compression

http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/12760173

提醒

SDWebImage在对WebP做存储的时候，存的是未解码的NSData，而不是解码后的NSData，如下代码：

SDWebImageManager 里面的
 
if (options & SDWebImageRefreshCached && image && !downloadedImage) {
                        // Image refresh hit the NSURLCache cache, do not call the completion block
                    }
                    else if (downloadedImage && (!downloadedImage.images || (options & SDWebImageTransformAnimatedImage))) {
                        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, ), ^{
                            UIImage *transformedImage = [self transformDownloadedImage:downloadedImage imageData:data withURL:url];   //存储以前，是否要将nsdata转换为其他格式的图片对象
                            if (transformedImage && finished) {
                                BOOL imageWasTransformed = ![transformedImage isEqual:downloadedImage];
                                [self.imageCache storeImage:transformedImage recalculateFromImage:imageWasTransformed imageData:(imageWasTransformed ? nil : data) forKey:key toDisk:cacheOnDisk];
                            }
 
                            dispatch_main_sync_safe(^{
                                if (strongOperation && !strongOperation.isCancelled) {
                                    completedBlock(transformedImage, nil, SDImageCacheTypeNone, finished, url);
                                }
                            });
                        });
                    }
                    else {
                        if (downloadedImage && finished) {
                            [self.imageCache storeImage:downloadedImage recalculateFromImage:NO imageData:data forKey:key toDisk:cacheOnDisk];    //WebP的存储走的是这一步
                        }
 
                        dispatch_main_sync_safe(^{
                            if (strongOperation && !strongOperation.isCancelled) {
                                completedBlock(downloadedImage, nil, SDImageCacheTypeNone, finished, url);
                            }
                        });
                    }

里面提供了一个委托：

UIImage *transformedImage = [self transformDownloadedImage:downloadedImage imageData:data withURL:url];

也算是用心良苦，因为可能考虑到WebP的解码会耗费一些时间（测试下来发现，120k左右的WebP，解码会耗时30ms左右），所以提供一个委托，可以选择将WebP的NSData转换为png或者jpg之后，再存储到内存，再存储到磁盘。

不过，时间与空间就像鱼和熊掌，不可兼得，如果选择节省时间，就不可避免的要占用更大的空间。到底选时间还是选空间，仁者见仁智者见智吧。

WebP的劣势

把WebP说得这么天花乱坠，但是WebP也是有自己的劣势的：

压缩时间长，大概是png的8倍左右（不过一般都是在服务端压缩，客户端解码，所以服务端可以做个预压缩）
解码时间比png长，大概几十毫秒。WebP是节省了流量（图片小），增加了解码时间，换句话说就是：同样的图片，网络越快（图片更小的WebP就没有明显优势），图片越多（WebP要解码），WebP比png要慢。
UIWebView，WKWebView都不支持WebP。（UIWebView可以用NSUrlProtocol来解决，但是WKWebView还没有太完美的办法，谁知道的请告诉我下）
不支持流式解压缩（即图片加载的时候会由模糊慢慢变清晰的过程，WebP貌似不支持这种解压缩方式）

最后

关于WebP和jpg的图片大小来比较的话，因为WebP是支持无损和有损压缩的，而jpg是有损压缩的格式，所以如果同样的图片都做有损压缩，WebP是比jpg要小的。

这里有篇不错的介绍WebP的文章：

https://isux.tencent.com/introduction-of-webp.html