PhotoKit — 什么是它，核心概念以及PHAsset

什么是PhotoKit？

PhotoKit — Apple框架（在iOS 8、macOS 10.11中引入），提供面向对象的API用于处理系统媒体库。与AssetsLibrary不同，PhotoKit将媒体库视为数据库：查询返回代表内容和存储结构的PHAsset、PHCollection、PHCollectionList对象。

PhotoKit支持所有媒体类型：照片（JPEG、HEIF、RAW）、视频（MOV、MP4）、Live Photos和连拍照片。该框架自动管理iCloud同步：如果图像存储在iCloud中，PhotoKit通过网络请求它并通过PHImageRequestOptions.progressHandler报告进度。

PhotoKit的关键特性 — 基于PHObject的数据模型，带有本地标识符（localIdentifier），该标识符在会话之间保持稳定。这允许保存对媒体对象的引用，并在应用程序重启后无需重新查询即可恢复它们。

PhotoKit如何工作：数据模型与查询

PhotoKit构建在三个层次上：数据模型（PHObject）、查询（PHFetchResult）和更改（PHPhotoLibrary.performChanges）。数据模型是分层的：PHAsset（照片/视频）位于PHAssetCollection（相册）内，相册分组在PHCollectionList（文件夹）中。

执行查询

查询通过PHAsset.fetchAssets和PHAssetCollection.fetchAssetCollections执行。所有fetch方法都是同步的，并返回PHFetchResult，其对象立即对媒体库数据库执行查询。PHFetchResult支持基于索引的快速访问（object(at:)）和通过enumerateObjects进行枚举。

• fetchAssets(with:options:) — 查询所有媒体，按类型、日期、相册过滤
• fetchAssetCollections(with:subtype:options:) — 查询相册和文件夹
• fetchAssets(in:options:) — 查询特定相册内的媒体

PHFetchOptions

PHFetchOptions — 用于配置查询的对象：排序（sortDescriptors）、谓词（predicate）、包含隐藏和已删除的媒体（includeHiddenAssets、includeAllBurstAssets）。Fetch选项允许按媒体类型过滤：PHAssetMediaType.image、.video、.audio。

PhotoKit的主要类

PhotoKit包含一组用于访问、查询和更改媒体库的类。理解每一个对于有效使用框架至关重要。

PHAsset

PHAsset — 表示单个媒体内容的不可变对象。包含元数据：mediaType、mediaSubtypes、creationDate、location、pixelWidth、pixelHeight、duration（针对视频）、isFavorite、burstIdentifier。LocalIdentifier — 稳定的文本键，即使在应用程序重启后也可访问。

PHAssetCollection

PHAssetCollection — 媒体组：系统相册（Recents、Favorites、Selfies、Screenshots）、用户相册或Moments（按时间和地点自动分组）。属性：localizedTitle、assetCollectionType、assetCollectionSubtype、startDate、endDate。

PHCollectionList

PHCollectionList — 包含相册（PHAssetCollection）或其他文件夹的文件夹。很少使用，主要用于在用户界面中显示层次结构。

PHImageManager与缓存

PhotoKit不直接从PHAsset返回UIImage — 需要通过PHImageManager请求图像。这保证了图像加载时考虑了iCloud、缓存和所需大小。

PHImageManager支持三种交付模式：opportunistic（先缩小版本，然后完整版本）、highQualityFormat（仅完整质量）和fastFormat（最快的可用版本）。对于集合，始终使用PHCachingImageManager为可见单元格预加载图像。

在Swift中使用PhotoKit的示例

PhotoKit用于创建自定义画廊、编辑器和媒体处理应用程序。让我们来看三个关键场景。

从媒体库查询所有照片

PHAsset.fetchAssets结合PHFetchOptions并按创建日期排序 — 构建自定义照片库的基本查询。PHFetchResult支持懒加载和流式访问。

let options = PHFetchOptions()
options.sortDescriptors = [NSSortDescriptor(
    key: "creationDate",
    ascending: .false
)]
options.predicate = NSPredicate(
    format: "mediaType == %d",
    PHAssetMediaType.image.rawValue
)

let allPhotos = PHAsset.fetchAssets(with: options)
print("找到 \(allPhotos.count) 张照片")

allPhotos.enumerateObjects { asset, index, stop in
    print("照片 \(index): \(asset.localIdentifier)")
}

PHFetchResult — 线程安全容器。通过object(at:)按索引访问对象不会阻塞UI，但通过PHImageManager请求图像必须异步执行。

带缓存的图像加载

PHCachingImageManager — PHImageManager的子类，具有startCachingImages和stopCachingImages方法用于预加载。在UICollectionView中用于流畅滚动。

let cachingManager = PHCachingImageManager()
let targetSize = CGSize(width: 200, height: 200)

// 为可见单元格预加载
cachingManager.startCachingImages(
    for: visibleAssets,
    targetSize: targetSize,
    contentMode: .aspectFill,
    options: nil
)

// 通过PHImageRequestOptions进行图像请求，带iCloud回退
let requestOptions = PHImageRequestOptions()
requestOptions.deliveryMode = .opportunistic
requestOptions.isNetworkAccessAllowed = .true
requestOptions.progressHandler = { progress, error, stop, info in
    DispatchQueue.main.async {
        print("从iCloud下载中: \(progress * 100)%")
    }
}

let requestID = cachingManager.requestImage(
    for: asset,
    targetSize: targetSize,
    contentMode: .aspectFill,
    options: requestOptions
) { image, info in
    print("收到图像: \(image?.size ?? .zero)")
}

编辑媒体库：添加到收藏夹

媒体库的更改通过PHPhotoLibrary.shared().performChanges在changeRequest块内执行。所有操作都被批处理并以事务方式应用。

PHPhotoLibrary.shared().performChanges {
    let changeRequest = PHAssetChangeRequest(for: asset)
    changeRequest.isFavorite = .true
} completionHandler: { success, error in
    if success {
        print("已添加到收藏夹")
    }
}

通过Change Tracking进行更改和观察

PhotoKit提供通过PHPhotoLibraryChangeObserver协议观察媒体库更改的机制。在任何更改（创建、删除、编辑）时，都会调用photoLibraryDidChange方法，并传入PHChange对象。

PHChange包含每种查询类型的changeDetails：PHFetchResultChangeDetails包含removedIndexes、insertedIndexes、changedIndexes。这允许在UI中动画应用更改：针对UICollectionView执行带有move、insert、delete的performBatchUpdates。

class PhotosViewController: UIViewController {
    var fetchResult: PHFetchResult>PHAsset>?

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        PHPhotoLibrary.shared().register(self)
    }

    deinit {
        PHPhotoLibrary.shared().unregisterChangeObserver(self)
    }
}

extension PhotosViewController: PHPhotoLibraryChangeObserver {
    func photoLibraryDidChange(_ changeInstance: PHChange) {
        guard let fetchResult,
              let details = changeInstance.changeDetails(for: fetchResult)
        else { return }

        DispatchQueue.main.async {
            self.fetchResult = details.fetchResultAfterChanges
            // 将更改应用到collectionView
        }
    }
}

RAW编辑与扩展

PhotoKit通过PHContentEditingInput和PHContentEditingOutput机制支持媒体编辑。应用程序请求包含原始数据的editingInput，应用更改并通过editingOutput保存结果。框架自动保留原始文件，允许用户通过重置为原始文件来撤销更改。

RAW照片（DNG、CR2、NEF）通过PHAssetResourceManager支持，它提供对原始RAW文件的访问。对于RAW处理，建议使用带有CIRAWFilter过滤器的CoreImage，该过滤器支持调整温度、曝光和锐度。PhotoKit还通过Photo Editing Extension（iOS）支持编辑器扩展 — 应用程序可以从系统编辑器调用以处理选定的照片或视频。

优化PhotoKit的使用

PhotoKit — 一个强大但资源密集型的框架。不正确的使用可能导致滚动时卡顿和内存过度消耗。遵循以下建议以获得最佳性能。

• 为集合使用PHCachingImageManager — 为可见的 +-1 屏幕单元格预加载图像，消除滚动时的延迟
• 设置targetSize — 切勿为缩略图请求PHImageManagerMaximumSize。使用等于单元格物理尺寸乘以屏幕比例的大小
• 在单元格复用时取消请求 — 保存PHImageRequestID并在prepareForReuse中调用cancelImageRequest
• 限制iCloud请求 — 快速滚动时将isNetworkAccessAllowed设置为false，仅在停止时加载iCloud照片
• 缓存PHFetchResult — 使用相同选项重复fetchAssets会返回新的PHFetchResult。将结果保存在属性中并通过Change Observer更新

PHLivePhoto — 需要通过PHLivePhoto.request(with:targetSize:contentMode:options:resultHandler:)进行单独请求。不要为仅显示照片的单元格请求Live Photo — 使用PHLivePhotoBadge进行指示。