用DeepSeek学源码-SDImageCodersManager 中的工厂模式解析

SDImageCodersManager 中的工厂模式解析

1. 工厂模式类型

SDImageCodersManager 应用了 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） 的变体，更具体地属于 多态工厂模式（Pluggable Factory） 。

其核心特征：

• 统一的抽象接口 （SDImageCoder 协议）定义编/解码能力。
• 动态注册多组具体工厂（不同编/解码器的实现类）。
• 运行时按需选择适配的工厂（根据图片数据格式）。

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2. 工厂模式应用步骤

(1) 定义抽象产品接口（Protocol-Based）

• 抽象产品接口 ：SDImageCoder 协议

  声明所有编/解码器必须实现的核心方法：

  #import <UIKit/UIKit.h>
  
  NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
  
  @protocol SDImageCoder <NSObject>
  
  /// 判断是否能解码指定数据
  + (BOOL)canDecodeFromData:(NSData *)data;
  
  /// 解码数据生成图片
  - (nullable UIImage *)decodedImageWithData:(NSData *)data
                                    options:(nullable NSDictionary<SDImageCoderOptionKey, id> *)options;
  
  // 其他方法（编码、渐进式解码等）...
  
  @end
  
  NS_ASSUME_NONNULL_END

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(2) 创建具体产品类（Concrete Product）

• 具体产品实现 ：多种编/解码器类

  针对不同图片格式实现协议，例如：

  // WebP 编/解码器
  
  #import "SDImageCoder.h"
  
  @interface SDImageWebPCoder : NSObject <SDImageCoder>
  
  @end
  
  #import "SDImageWebPCoder.h"
  
  @implementation SDImageWebPCoder
  
  + (BOOL)canDecodeFromData:(NSData *)data {
      // 检查 WebP Magic Number
      if (data.length < 12) return NO;
      uint32_t magic = 0;
      [data getBytes:&magic length:4];
      return magic == 0x52494646; // RIFF 标志位（WebP 文件头）
  }
  
  - (nullable UIImage *)decodedImageWithData:(NSData *)data
                                    options:(nullable NSDictionary<SDImageCoderOptionKey, id> *)options {
      // 实际调用 WebP 解码库（如 libwebp）的代码
      // ...
      return decodedImage;
  }
  
  @end
  
  
  
  // GIF 编/解码器
  #import <Foundation/Foundation.h>
  #import "SDImageCoder.h"
  
  @interface SDImageGIFCoder : NSObject <SDImageCoder>
  
  @end
  
  #import "SDImageGIFCoder.h"
  #import <ImageIO/ImageIO.h>  // 使用 ImageIO 框架解析 GIF
  
  @implementation SDImageGIFCoder
  
  #pragma mark - SDImageCoder Protocol
  
  + (BOOL)canDecodeFromData:(NSData *)data {
      // 检查 GIF Magic Number ("GIF8")
      if (data.length < 6) return NO;
      unsigned char magic[3];
      [data getBytes:magic length:3];
      return (magic[0] == 'G' && magic[1] == 'I' && magic[2] == 'F');
  }
  
  - (nullable UIImage *)decodedImageWithData:(NSData *)data
                                    options:(nullable NSDictionary<SDImageCoderOptionKey, id> *)options {
      // 使用 ImageIO 解析 GIF 数据
      CGImageSourceRef source = CGImageSourceCreateWithData((__bridge CFDataRef)data, NULL);
      if (!source) return nil;
  
      size_t frameCount = CGImageSourceGetCount(source);
      if (frameCount == 0) {
          CFRelease(source);
          return nil;
      }
  
      // 处理多帧 GIF 动画
      NSMutableArray<UIImage *> *frames = [NSMutableArray array];
      NSTimeInterval totalDuration = 0;
  
      for (size_t i = 0; i < frameCount; i++) {
          CGImageRef cgImage = CGImageSourceCreateImageAtIndex(source, i, NULL);

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(3) 构建工厂管理者（Factory Manager）

• 工厂管理类 ：SDImageCodersManager

  统一管理所有注册的编/解码器实例，并根据数据类型选择对应工厂：

  #import <Foundation/Foundation.h>
  #import "SDImageCoder.h"
  
  @interface SDImageCodersManager : NSObject
  
  /// 单例入口
  @property (class, nonatomic, readonly) SDImageCodersManager *sharedManager;
  
  /// 添加编解码器（优先级越高越先被调用）
  - (void)addCoder:(id<SDImageCoder>)coder;
  
  /// 移除编解码器
  - (void)removeCoder:(id<SDImageCoder>)coder;
  
  /// 根据数据匹配可用的编解码器
  - (nullable id<SDImageCoder>)coderForData:(NSData *)data;
  
  @end
  
  #import "SDImageCodersManager.h"
  
  @interface SDImageCodersManager ()
  
  @property (nonatomic, strong) NSMutableArray<id<SDImageCoder>> *coders;
  
  @end
  
  @implementation SDImageCodersManager
  
  - (instancetype)init {
      if (self = [super init]) {
          // 注册常用解码器
          _imageCoders = [NSMutableArray arrayWithArray:@[[SDImageIOCoder sharedCoder], [SDImageGIFCoder sharedCoder], [SDImageAPNGCoder sharedCoder]]];
          SD_LOCK_INIT(_codersLock);
      }
      return self;
  }
  
  - (instancetype)init {
      self = [super init];
      if (self) {
          _coders = [NSMutableArray array];
      }
      return self;
  }
  //注册更多解码器，如：SDImageAWebPCoder、SDImageHEICCoder
  - (void)addCoder:(id<SDImageCoder>)coder {
      if (![self.coders containsObject:coder]) {
          [self.coders insertObject:coder atIndex:0]; // 插入到最前面（优先级最高）
      }
  }
  
  - (void)removeCoder:(id<SDImageCoder>)coder {
      [self.coders removeObject:coder];
  }
  
  - (nullable id<SDImageCoder>)coderForData:(NSData *)data {
      if (!data) return nil;
      for (id<SDImageCoder> coder in self.coders) {
          if ([coder.class canDecodeFromData:data]) {
              return coder;
          }
      }
      return nil;
  }
  
  @end

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3. 模式结构对照表

工厂模式角色	SDImageCodersManager 中的实现
抽象工厂 (Abstract Factory)	SDImageCoder 协议（定义工厂接口）
具体工厂 (Concrete Factory)	实现 SDImageCoder 的类（如 SDImageWebPCoder）
工厂管理器 (Factory Manager)	SDImageCodersManager 类
客户端 (Client)	使用 SDImageCodersManager 的调用方

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4. 模式运行流程

1. 初始化阶段：

   • 注册编/解码器到 SDImageCodersManager：

     // 注册自定义编解码器
     SDImageWebPCoder *webPCoder = [[SDImageWebPCoder alloc] init];
     [[SDImageCodersManager sharedManager] addCoder:webPCoder];

2. 请求处理阶段：

   • 客户端传递图片数据给 coder(for:)：

     // 查询可用编解码器
     NSData *imageData = ...; // 输入图片二进制数据
     id<SDImageCoder> coder = [[SDImageCodersManager sharedManager] coderForData:imageData];
     UIImage *image = [coder decodedImageWithData:imageData options:nil];

   • 内部基于数据类型动态选择 SDImageWebPCoder 等具体实现。

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5. 关键设计优势

• 扩展性 ：新增图片格式支持时，只需添加新的 SDImageCoder 实现类并注册，无需修改现有逻辑。
• 解耦性：客户端无需关心具体编/解码器实现，仅依赖抽象协议。
• 灵活性：可通过运行时动态调整注册的编/解码器（如禁用 GIF 支持）。

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6. 差异说明：与经典工厂模式的对比

对比项	经典工厂模式	SDImageCodersManager
工厂类型	每个工厂类生产一种固定类型	多工厂共存，动态选择
工厂注册方式	编译时硬编码	运行时动态注册（addCoder/removeCoder）
适用范围	产品类型预知且有限	未知/动态扩展的第三方格式支持

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总结

SDImageCodersManager 将抽象工厂模式 与注册机制结合，形成一种灵活的插件化架构。通过协议定义标准化编/解码接口，允许第三方开发者无缝扩展新格式支持，完美契合图像处理场景的多格式需求。这种设计模式是 SDWebImage 能长期保持 iOS 生态领跑地位的重要原因之一。

（ps: 以上大部分内容使用 DeepSeek R 生成，作者有部分内容调整，如有任何不正确之处欢迎指正）