目标：使用AsyncDisplayKit和Alamofire的异步下载、缓存以及图像解码 来提升UICollectionView的滚动性能。
上一篇教程 Downloading & Caching Images Asynchronously In Swift With Alamofire （使用Alamofire异步下载以及缓存图片）中，我描述了如何使用Alamofire和AlamofireImage 库异步下载和缓存图片，进而显示在UICollectionView中。通过使用这些库可以轻松实现滚动流畅的滚动视图和集合视图，但是如果你的UI很复杂，图片很多，有可能不能达到60fps
此次教程中我们使用Facebook AsyncDisplayKit库重建Glacier Scenics工程，AsyncDisplayKit有很多我们提升滚动流畅所需要的工具以及图片异步下载功能（如果你对缓存不感兴趣）。如果需要实现缓存的话，Alamofire和AlamofireImage还是可以派上用场。
AsyncDisplayKit 概览
AsyncDisplayKit用相关node类，替换了UIView和它的子类,而且是线程安全的。它可以异步解码图片，调整图片大小以及对图片和文本进行渲染。在大部分项目中，主要的目标就是实现图片异步解码。UIImage显示之前必须要先解码完成，而且解码还是同步的。尤其是在UICollectionView/UITableView 中使用 prototype cell显示大图，UIImage的同步解码在滚动的时候会有明显的卡顿。
另外一个很吸引人的点是AsyncDisplayKit可以把view层次结构转成layer。因为复杂的view层次结构开销很大，如果不需要view特有的功能（例如点击事件），就可以使用AsyncDisplayKit 的layer backing特性从而获得一些额外的提升。
AsyncDisplayKit还有很多其他的特性，最后要提到就是基于node把UICollectionView 和 UITableView 替换为 ASCollectionView 和 ASTableView 的特性。替换的类可以使用UIkit中大量的数据源和 delegate方法，这样便于你很快适应从UIKit部分到基于node架构的变化。
尽管AsyncDisplayKit基于node的架构，但每个node都有相应UIView 属性。这样你可以添加不需要与node类有交互的子视图。
下图就是我们完成的工程
工程依赖
使用CocoaPods获取AsyncDisplayKit依赖，下面是Podfile
platform :ios, '8.0'
use_frameworks!
target 'GlacierScenics' do
pod 'AsyncDisplayKit'
end图片的名称和URL从property list(plist)文件获取，分别是两个带有"name" and "imageURL"的数组。
Storyboard
项目中的Storyboard很简单，是因为AsyncDisplayKit不支持Storyboard，所以相关约束都用代码实现。我们只需要一个navigation controller 和root view controller（等下会被设成PhotosViewController）
ASCollectionView默认图片下载
第一步从plist里读取数据。我们先定义一个简单的struct GlacierScenic 存照片信息
struct GlacierScenic {
let name: String
let photoURLString: String
}这就可以了。下一步我们创建一个数据管理器从plist读取和存储照片信息。
class PhotosDataManager {
static let sharedManager = PhotosDataManager()
private var photos = [GlacierScenic]()
func allPhotos() -> [GlacierScenic] {
if !photos.isEmpty { return photos }
guard let data = NSArray(contentsOfFile: dataPath()) as? [NSDictionary] else { return photos }
for photoInfo in data {
let name = photoInfo["name"] as! String
let urlString = photoInfo["imageURL"] as! String
let glacierScenic = GlacierScenic(name: name, photoURLString: urlString)
photos.append(glacierScenic)
}
return photos
}
func dataPath() -> String {
return NSBundle.mainBundle().pathForResource("GlacierScenics", ofType: "plist")!
}
}接下来看下view controller代码
import UIKit
import AsyncDisplayKit
class PhotosViewController: UIViewController {
var collectionView: ASCollectionView!
var photosDataSource = PhotosDataSource()
//MARK: - View Controller Lifecycle
override func viewDidLoad() {
super.viewDidLoad()
configureCollectionView()
}
override func prefersStatusBarHidden() -> Bool {
return true
}
override func viewWillTransitionToSize(size: CGSize, withTransitionCoordinator coordinator: UIViewControllerTransitionCoordinator) {
super.viewWillTransitionToSize(size, withTransitionCoordinator: coordinator)
coordinator.animateAlongsideTransition({ (context) -> Void in
self.collectionView.frame.size = self.view.frame.size
self.collectionView.reloadData()
}, completion: nil)
}
//MARK: - Collection View
func configureCollectionView() {
let layout = UICollectionViewFlowLayout()
layout.minimumInteritemSpacing = 1
layout.minimumLineSpacing = 1
var frame = view.frame
if let navigationBar = navigationController?.navigationBar {
frame.size.height -= navigationBar.frame.height
}
collectionView = ASCollectionView(frame: frame, collectionViewLayout: layout)
collectionView.backgroundColor = UIColor.blackColor()
collectionView.asyncDataSource = photosDataSource
view.addSubview(collectionView)
collectionView.reloadData()
}
}我们这所需要做的就是配置collection view 以及处理不同大小size classes之间的转场变化。
这里有一些注意事项：
第一，ASCollectionView使用asyncDataSource和asyncDelegate。这个很重要，因为ASCollectionView也有标准的data Source 和 delegate。所以获取数据源和委托的时候不要混淆。
第二，ASCollectionView构造器需要UICollectionViewLayout参数，但是不是所有的布局配置能生效。一个很重要的例子就是cell大小，这个需要用另外的方法处理。
最后，collectionView的布局属性有个方法invalidateLayout不起作用（问题），所以我们不使用viewWillTransitionToSize方法。
现在我们需要实现上边设置的data source
import UIKit
import AsyncDisplayKit
class PhotosDataSource: NSObject, ASCollectionDataSource {
func numberOfSectionsInCollectionView(collectionView: UICollectionView) -> Int {
return 1
}
func collectionView(collectionView: UICollectionView, numberOfItemsInSection section: Int) -> Int {
return PhotosDataManager.sharedManager.allPhotos().count
}
func collectionView(collectionView: ASCollectionView, nodeForItemAtIndexPath indexPath: NSIndexPath) -> ASCellNode {
let glacierScenic = glacierScenicAtIndex(indexPath)
return PhotoCollectionViewCellNode(glacierScenic: glacierScenic)
}
func glacierScenicAtIndex(indexPath: NSIndexPath) -> GlacierScenic {
let photos = PhotosDataManager.sharedManager.allPhotos()
return photos[indexPath.row]
}
}这段代码很简单。我们用一个section显示图片。接着我们返回一个新的collection view cell node (AsyncDisplayKit的 ASCellNode 子类)。
要注意的是AsyncDisplayKit 用nodeForItem 方法替换了cellForItem方法，也就需要在collection view上注册reuse identifiers。
最后就是PhotoCollectionViewCellNode。
import UIKit
import AsyncDisplayKit
class PhotoCollectionViewCellNode: ASCellNode {
var loadingIndicator = UIActivityIndicatorView(activityIndicatorStyle: .WhiteLarge)
var imageNode = ASNetworkImageNode()
var blurView = UIVisualEffectView(effect: UIBlurEffect(style: .Light))
var captionContainerNode = ASDisplayNode()
var captionLabelNode = AttributedTextNode()
let glacierScenic: GlacierScenic
var nodeSize: CGSize {
let spacing: CGFloat = 1
let screenWidth = UIScreen.mainScreen().bounds.width
let itemWidth = floor((screenWidth / 2) - (spacing / 2))
let itemHeight = floor((screenWidth / 3) - (spacing / 2))
return CGSize(width: itemWidth, height: itemHeight)
}
init(glacierScenic: GlacierScenic) {
self.glacierScenic = glacierScenic
super.init()
configure()
}
func configure() {
backgroundColor = UIColor.blackColor()
configureLoadingIndicator()
configureImageNode()
configureCaptionNodes()
}
func configureLoadingIndicator() {
loadingIndicator.center = loadingIndicatorCenter()
view.addSubview(loadingIndicator)
loadingIndicator.startAnimating()
view.addSubview(loadingIndicator)
}
func loadingIndicatorCenter() -> CGPoint {
let centerX = nodeSize.width / 2
let centerY = nodeSize.height / 2 - captionContainerFrame().height / 2
return CGPoint(x: centerX, y: centerY)
}
func configureImageNode() {
imageNode.frame = viewFrame()
imageNode.delegate = self
imageNode.URL = NSURL(string: glacierScenic.photoURLString)
addSubnode(imageNode)
}
func configureCaptionNodes() {
configureCaptionBlurView()
configureCaptionContainerNode()
configureCaptionLabelNode()
}
func configureCaptionBlurView() {
blurView.frame = captionContainerFrame()
view.addSubview(blurView)
}
func configureCaptionContainerNode() {
captionContainerNode.frame = captionContainerFrame()
captionContainerNode.backgroundColor = UIColor.blackColor().colorWithAlphaComponent(0.5)
addSubnode(captionContainerNode)
}
func configureCaptionLabelNode() {
captionLabelNode.configure(glacierScenic.name, size: 16, textAlignment: .Center)
let constrainedSize = CGSize(width: nodeSize.width, height: CGFloat.max)
let labelNodeHeight: CGFloat = captionLabelNode.attributedString!.boundingRectWithSize(constrainedSize, options: .UsesFontLeading, context: nil).height
let labelNodeYValue = captionContainerFrame().height / 2 - labelNodeHeight / 2
captionLabelNode.frame = CGRect(x: 0, y: labelNodeYValue, width: nodeSize.width, height: labelNodeHeight)
captionContainerNode.addSubnode(captionLabelNode)
}
func captionContainerFrame() -> CGRect {
let containerHeight: CGFloat = 35
return CGRect(x: 0, y: nodeSize.height - containerHeight, width: nodeSize.width, height: containerHeight)
}
func viewFrame() -> CGRect {
return CGRect(x: 0, y: 0, width: nodeSize.width, height: nodeSize.height)
}
override func calculateLayoutThatFits(constrainedSize: ASSizeRange) -> ASLayout {
return ASLayout(layoutableObject: self, size: nodeSize)
}
}
extension PhotoCollectionViewCellNode: ASNetworkImageNodeDelegate {
func imageNode(imageNode: ASNetworkImageNode, didLoadImage image: UIImage) {
loadingIndicator.stopAnimating()
}
}你可能已经注意到很多代码都是layout代码。是因为AsyncDisplayKit使用动态布局机制。复杂的布局已经超出了这篇教程的范围，但如果你只需要一个固定的cell大小，那重写calculateLayoutThatFits方法就可以了。注意，计算型属性“nodeSize”代码在类的顶部。
AsyncDisplayKit使得异步下载图片变得非常简单，此外ASImageNode可以作为UIImageView的一部分，AsyncDisplayKit还有ASNetworkImageNode子类 ，你只需要把图片设置URL属性就可以了。
在这个例子中，我们还需要一个在图片下载完成时终止加载动画的加载指示器。因为ASNetworkImageNode有delegate属性，等下我们可以使用扩展来实现delegate和处理加载指示。delegate还提供了何时图片解码完成以及图片下载失败的方法。
下一步使用“AttributedTextNode”作为标题，与UILabel不同，ASTextNode没有默认字体的“text”属性，它使用attributed string。AttributedTextNode子类提供了一个实用的函数来处理node的attributed string
import UIKit
import AsyncDisplayKit
class AttributedTextNode: ASTextNode {
func configure(text: String, size: CGFloat, color: UIColor = UIColor.whiteColor(), textAlignment: NSTextAlignment = .Left) {
let mutableString = NSMutableAttributedString(string: text)
let range = NSMakeRange(0, text.characters.count)
mutableString.addAttribute(NSFontAttributeName, value: UIFont.systemFontOfSize(size), range: range)
mutableString.addAttribute(NSForegroundColorAttributeName, value: color, range: range)
let paragraphStyle = NSMutableParagraphStyle()
paragraphStyle.alignment = textAlignment
mutableString.addAttribute(NSParagraphStyleAttributeName, value: paragraphStyle, range: range)
attributedString = mutableString
}
}最后，如上所述，我们能获取cell node的view属性来添加没有相应node classes的subview 。本文例子中就有UIActivityIndicatorView 和 UIVisualEffectView
图像缓存
AsyncDisplayKit让异步图片下载变得非常简单，但是没有默认缓存支持。那么为了实现缓存，我们需要替代AsyncDisplayKit默认的下载器，所以我们用Alamofire和AlamofireImage实现下载和缓存。首先我们先更新Podfile
platform :ios, '8.0'
use_frameworks!
target 'GlacierScenics' do
pod 'AsyncDisplayKit'
pod 'AlamofireImage', '~> 2.0'
end警告:运行前，先执行pod install
之前，我们用无参数初始化network image node。AsyncDisplayKit还有另外一个以缓存和下载器为参数的构造器。
缓存和下载器需要遵照ASImageCacheProtocol 和 ASImageDownloaderProtocol 协议。我们工程中缓存和下载及都实现在PhotosDataManager 中，所以我们需要更新PhotosDataManager以实现这些协议并提供缓存。
import UIKit
import Alamofire
import AlamofireImage
import AsyncDisplayKit
class PhotosDataManager: NSObject {
static let sharedManager = PhotosDataManager()
private var photos = [GlacierScenic]()
let photoCache = AutoPurgingImageCache(
memoryCapacity: 100 * 1024 * 1024,
preferredMemoryUsageAfterPurge: 60 * 1024 * 1024
)
func allPhotos() -> [GlacierScenic] {
if !photos.isEmpty { return photos }
guard let data = NSArray(contentsOfFile: dataPath()) as? [NSDictionary] else { return photos }
for photoInfo in data {
let name = photoInfo["name"] as! String
let urlString = photoInfo["imageURL"] as! String
let glacierScenic = GlacierScenic(name: name, photoURLString: urlString)
photos.append(glacierScenic)
}
return photos
}
func cacheImage(url: String, image: Image) {
photoCache.addImage(image, withIdentifier: url)
}
func cachedImage(url: String) -> Image? {
return photoCache.imageWithIdentifier(url)
}
func dataPath() -> String {
return NSBundle.mainBundle().pathForResource("GlacierScenics", ofType: "plist")!
}
}
extension PhotosDataManager: ASImageDownloaderProtocol {
func downloadImageWithURL(URL: NSURL, callbackQueue: dispatch_queue_t?, downloadProgressBlock: ((CGFloat) -> Void)?, completion: ((CGImage?, NSError?) -> Void)?) -> AnyObject? {
let request = Alamofire.request(.GET, URL.absoluteString).responseImage { (response) -> Void in
guard let image = response.result.value else {
completion?(nil, nil)
return
}
self.cacheImage(URL.absoluteString, image: image)
completion?(image.CGImage, nil)
}
return request
}
func cancelImageDownloadForIdentifier(downloadIdentifier: AnyObject?) {
if let request = downloadIdentifier where request is Request {
(request as! Request).cancel()
}
}
}
extension PhotosDataManager: ASImageCacheProtocol {
func fetchCachedImageWithURL(URL: NSURL?, callbackQueue: dispatch_queue_t?, completion: (CGImage?) -> Void) {
if let url = URL, cachedImage = cachedImage(url.absoluteString) {
completion(cachedImage.CGImage)
return
}
completion(nil)
}
}现在我们加了photoCache 以及两个函数，一个用于缓存图片，另外一个用于获取缓存图片。缓存最大为100MB,最优为60MB。缓存标识使用图片的URL，AsyncDisplayKit协议将会在设置network image node的URL属性后进行传递。
接着我们实现协议。第一个协议ASImageCacheProtocol就包含一个方法fetchCachedImageWithURL，用于获取缓存图片，如果对于的URL的图片存在，就返回。否则nil传给completion block，这样就会触发下载图片。
第二个协议ASImageDownloaderProtocol 包含两个方法，一个下载另一个取消下载。下载方法里我们用Alamofire Request下载图片，如果下载成功则进行缓存，然后调用 completion block。要注意的是，我们也要返回请求对象。如果取消下载，则"cancelImageDownloadForIdentifier"方法会用到它。
在取消方法里，先检查下载标识是否存在，request 是不是Request对象，然后在request上调用cancel()方法。
最后，我们替换掉PhotoCollectionViewCellNode 里ASNetworkImageNode 构造器
func configureImageNode() {
let manager = PhotosDataManager.sharedManager
imageNode = ASNetworkImageNode(cache: manager, downloader: manager)
imageNode.frame = viewFrame()
imageNode.delegate = self
imageNode.URL = NSURL(string: glacierScenic.photoURLString)
addSubnode(imageNode)
}Layer Backing
在介绍之前，我们再加一个优化。就是AsyncDisplayKit概览中提到layer backing。它能够帮助我们通过将视图层次结构转成layer层来提升滚动性能。我们的案例中，
view/node的层次结构不太复杂，但是有两处可以添加Layer Backing。第一处就是image node，实现起来就一行代码，将layerBacked 属性设置为true。
func configureImageNode() {
let manager = PhotosDataManager.sharedManager
imageNode = ASNetworkImageNode(cache: manager, downloader: manager)
imageNode.frame = viewFrame()
imageNode.delegate = self
imageNode.URL = NSURL(string: glacierScenic.photoURLString)
imageNode.layerBacked = true
addSubnode(imageNode)
}第二处就是 container node 以及caption label subnode。
func configureCaptionContainerNode() {
captionContainerNode.frame = captionContainerFrame()
captionContainerNode.backgroundColor = UIColor.blackColor().colorWithAlphaComponent(0.5)
captionContainerNode.layerBacked = true
addSubnode(captionContainerNode)
}
func configureCaptionLabelNode() {
captionLabelNode.configure(glacierScenic.name, size: 16, textAlignment: .Center)
let constrainedSize = CGSize(width: nodeSize.width, height: CGFloat.max)
let labelNodeHeight: CGFloat = captionLabelNode.attributedString!.boundingRectWithSize(constrainedSize, options: .UsesFontLeading, context: nil).height
let labelNodeYValue = captionContainerFrame().height / 2 - labelNodeHeight / 2
captionLabelNode.frame = CGRect(x: 0, y: labelNodeYValue, width: nodeSize.width, height: labelNodeHeight)
captionContainerNode.layer.addSublayer(captionLabelNode.layer)
}AsyncDisplayKit通过把图片解码、大小调整以及图像文本的渲染放在子线程，从而提升collectionview 和 tableview的滚动性能。也正如刚才看到的，AsyncDisplayKit默认下载不支持缓存，所以使用前需要考虑到AsyncDisplayKit一些不足的地方。
第一，AsyncDisplayKit不支持Storyboard、Xib以及Autolayout，不过并不意味着你不能在项目中使用这些工具，事实上我们依然在这个项目中使用了storyboard。如果你需要用Interface Builder和Autolayout实现collection view，那就需要另外的方法来提高流畅度。当然，如果不使用Autolayout就用程序写frame这样可以减少约束相关的消耗。总的来说，如果项目中一定要用到Autolayout，可能就要自己实现异步图片解码了。
第二，UITableView 和 UICollectionView一些重要的方法没有被AsyncDisplayKit替换或继承。在写这篇文章前，他们还处于开发阶段，有肯能会有所变化。
总的来说，无论用不用AsyncDisplayKit或者其他第三方库，这个取决于cell和collection view UI相关细节。虽然有时候你决定自己实现它的一些功能，但是该库提供
一个很好的处理UITableView 和 UICollectionView性能问题的途径。
