Android Bitmap的加載優化與Cache相關介紹

一 . 高效加載 Bitmap

BitMapFactory 提供了四類方法: decodeFile,decodeResource,decodeStream 和 decodeByteArray 分別用於從文件系統,資源,輸入流以及字節數組中加載出一個 Bitmap 對象。

高效加載 Bitmap 很簡單,即采用 BitMapFactory.options 來加載所需要尺寸圖片。BitMapFactory.options 就可以按照一定的采樣率來加載縮小後的圖片,將縮小後的圖片置於 ImageView 中顯示。

通過采樣率即可高效的加載圖片,遵循如下方式獲取采樣率:

1. 將 BitmapFactory.Options 的 inJustDecodeBounds 參數設置為 true 並加載圖片
2. 從 BitmapFactory.Options 中取出圖片的原始寬高信息,即對應於 outWidth 和 outHeight 參數
3. 根據采樣率的規則並結合目標 View 的所需大小計算出采樣率 inSampleSize
4. 將 BitmapFactory.Options 的 injustDecodeBounds 參數設置為 false,然後重新加載圖片
   

過上述四個步驟,加載出的圖片就是最終縮放後的圖片,當然也有可能沒有縮放。

代碼實現如下:

public Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(Resources res, int resId, int reqWidth, int reqHeight) {
 // First decode with inJustDecodeBounds=true to check dimensions
 final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
 options.inJustDecodeBounds = true;
 BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);

 // Calculate inSampleSize
 options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);

 // Decode bitmap with inSampleSize set
 options.inJustDecodeBounds = false;
 return BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);
}

public int calculateInSampleSize(BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {
 if (reqWidth == 0 || reqHeight == 0) {
  return 1;
 }

 // Raw height and width of image
 final int height = options.outHeight;
 final int width = options.outWidth;
 Log.d(TAG, "origin, w= " + width + " h=" + height);
 int inSampleSize = 1;

 if (height > reqHeight || width > reqWidth) {
  final int halfHeight = height / 2;
  final int halfWidth = width / 2;

  // Calculate the largest inSampleSize value that is a power of 2 and
  // keeps both height and width larger than the requested height and width.
  while ((halfHeight / inSampleSize) >= reqHeight && (halfWidth / inSampleSize) >= reqWidth) {
   inSampleSize *= 2;
  }
 }

 Log.d(TAG, "sampleSize:" + inSampleSize);
 return inSampleSize;
}

實際使用就可以像下面這樣了,如加載 100*100 的圖片大小,就可以像下面這樣高效的加載圖片了:

mImageView.setImageBitmap(
decodeSampledBitmapFromResource(getResource(),R.id.myimage,100,100));

二 . Android 中的緩存策略

目前常用的算法是 LRU，即近期最少使用算法，當緩存存滿時，會優先淘汰近期最少使用的緩存對象

2.1 LruCache

LruCache 是一個泛型類，其內部實現機制是 LinkedHashMap 以強引用的方式存儲外部的緩存對象，提供了 get() 和 put() 來完成緩存對象的存取。當緩存滿了,移除較早的緩存對象,再添加新的。LruCache 是線程安全的。

1. 強引用:直接的對象引用
2. 軟引用:當一個對象只有軟引用時,系統內存不足時,會被 gc 回收
3. 弱引用:當一個對象只有弱引用時,隨時會被回收
   

2.2 DiskLriCache

DiskLruCache 用於實現存儲設備緩存,即磁盤緩存。

2.2.1 DiskLruCache 的創建

由於它不屬於 Android SDK的一部分,所以不能通過構造方法來創建,提供了 open() 方法用於自身的創建

public static DiskLruCache open(File directory,int appversion,int valueCount,long maxSize);

典型的 DiskLruCache 的創建過程

private static final Disk_CACHE_SIZE = 1024*1024*50;//50M

File diskCaCheDir = getDiskCacheDir(mContext,"bitmap");
if(!diskCacheDir.exists()){
 diskCacheDir.mkdirs();
}
mDiskLruCache = DiskLruCache.open(diskCaCheDir,1,1,Disk_CACHE_SIZE);

第三個參數表示單個節點所對應的數據,一般設置為1即可。

2.2.2 DiskLruCache 的緩存添加 緩存的添加操作是通過 Editor 完成的, Editor 表示一個緩存對象的編輯對象。DiskLruCache 不允許同時編輯一個緩存對象。

2.2.3 DiskLruCache 的緩存查找

緩存查找過程也需要將 url 轉換為 key,通過 DiskLruCache 的 get() 得到一個 Snapshot 對象,然後通過該對象即可得到緩存的文件輸入流,得到文件輸入流即可得到 Bitmap 對象了。為了避免加載過程中 OOM,一般不會直接加載原始圖片。在前面介紹通過 BitmapFactory.Options 來加載一張縮放後的圖片,但是那種方法對 FileInputStream 的縮放存在問題,原因是 FileInputStream 是一種有序的文件流,而兩次 decodeStream 調用影響了文件流的位置屬性,導致了第二次 decodeStream 時得到的是 null。為了解決這個問題,可以通過文件流得到其對應的文件描述符,然後通過 BitmapFactory.decodeFileDescriptor 方法來加載一張縮放過後的圖片。

 Bitmap bitmap = null;
 String key = hashKeyFormUrl(url);
 DiskLruCache.Snapshot snapShot = mDiskLruCache.get(key);
  if (snapShot != null) {
   FileInputStream fileInputStream = (FileInputStream)snapShot.getInputStream(DISK_CACHE_INDEX);
   // 獲取文件描述符
   FileDescriptor fileDescriptor = fileInputStream.getFD();
   // 通過 BitmapFactory.decodeFileDescriptor 來加載一張縮放後的圖片
   bitmap = mImageResizer.decodeSampledBitmapFromFileDescriptor(fileDescriptor,
     reqWidth, reqHeight);
   if (bitmap != null) {
    addBitmapToMemoryCache(key, bitmap);
   }
  }

  return bitmap;
 }

三 . ImageLoader 的實現

具備的功能,即圖片的同步加載,異步加載,圖片的壓縮,內存緩存,磁盤緩存以及網絡拉取。

3.1 圖片壓縮功能

如前面所述。

3.2 內存緩存和磁盤緩存的實現

選擇 LruCache 和 DiskLruCache 來分別完成內存緩存和磁盤緩存的工作

3.3 同步加載和異步加載的接口設計

關於同步加載:從 loadBitmap 的實現可以看出,其工作過程遵循如下幾個步驟:先試著從內存緩存中讀取圖片,接著從磁盤緩存中讀取圖片,最後試著從網絡拉取圖片。另外該方法不能在主線程中調用,否則就會拋出異常。因為加載圖片是一個耗時的操作。

關於異步加載:從 bindBitmap 中可以看出,binfBitmap 會先試著從內存緩存中讀取結果,如果成功就直接返回,否則會從線程池中去調用 loadBitmap() ,當加載成功後，再講圖片,圖片地址以及需要綁定的 ImageView 封裝成一個 loaderResult 對象,通過 mMainHandler 向主線程發送一個消息,這樣就可以在主線程中給 ImageView 設置圖片了。圖片的異步加載是一個很有用的功能,很多時候調用者不想在單獨的線程中以同步的方式來加載圖片,並將圖片設置給需要的 ImageVIew, 從而ImageLoader 內部需要自己需要在內部線程中加載圖片,並且將圖片設置給所需要的 ImageView。

ImageLoader源碼可以點擊這裡：下載 查看ImageLoader的實現

四 . ImageLoader 的使用

核心是 ImageAdapter , 其中的 getView() 的核心方法如下:

@Override
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
   ViewHolder holder = null;
   if (convertView == null) {
    convertView = mInflater.inflate(R.layout.image_list_item,parent, false);
    holder = new ViewHolder();
    holder.imageView = (ImageView) convertView.findViewById(R.id.image);
    convertView.setTag(holder);
   } else {
    holder = (ViewHolder) convertView.getTag();
   }
   ImageView imageView = holder.imageView;
   final String tag = (String)imageView.getTag();
   final String uri = getItem(position);
   if (!uri.equals(tag)) {
    imageView.setImageDrawable(mDefaultBitmapDrawable);
   }
   if (mIsGridViewIdle && mCanGetBitmapFromNetWork) {
    imageView.setTag(uri);
    // 這句話將圖片的復雜加載過程交給 ImageLoader 了
    mImageLoader.bindBitmap(uri, imageView, mImageWidth, mImageWidth);
   }
   return convertView;
  }

對於上述代碼 ImageAdapter 來說, ImageLoader 的加載圖片的復雜過程，更不需要知道。

優化列表卡頓現象:

1. 不要在 getView() 中做加載圖片的操作,那樣肯定會耗時,像這個例子中一樣,交給 ImageLoaer 來實現。
2. 控制異步加載頻率, 如果用戶刻意的頻繁的上下滑動,可能在一瞬間加載幾百個異步任務,這樣會給線程池造成擁堵。解決的辦法是考慮在用戶滑動列表時,停止加載圖片。等到列表停下來時,在進行異步加載任務。
3. 開啟硬件加速:給Activity添加配置android:hardwareAccelerated=”true”

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對給我Android開發者們能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流。