要點提煉|開發藝術之Bitmap&Cache

時間  2019-11-09
標籤 要點 提煉 開發 藝術 bitmap&cache bitmap cache 简体版
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本篇將總結有關圖片加載、緩存策略以及優化列表卡頓的知識點：

  • Bitmap的高效加載
  • 緩存策略
    • LruCache(內存緩存)
    • DiskLruCache(磁盤緩存)
  • ImageLoader

1.Bitmap的高效加載html

a.Bitmap(位圖)：指一張圖片，常見格式：.png、.jpg等java

b.必要性：直接加載大容量的高清Bitmap很容易出現顯示不完整、內存溢出OOM的問題（如報錯：android

java.lang.OutofMemoryError:bitmap size exceeds VM budget
複製代碼

c.核心思想：按必定的採樣率將圖片縮小後再加載進來。git

d.工具類：github

  • BitmapFactory類提供的四種加載圖片的方法：
    • decodeFile()：從文件系統加載出一個Bitmap對象
    • decodeResource()：從資源文件加載出一個Bitmap對象
    • decodeStream()：從輸入流加載出一個Bitmap對象
    • decodeByteArray()：從字節數組加載出一個Bitmap對象

注：算法

  • 對應着BitmapFactory類的幾個native方法；
  • decodeFile()和decodeResource()又間接調用decodeStream()。
  • BitmapFactory.Options的參數
    • inSampleSize參數：即採樣率，同時做用於寬/高
      • 取值規定：
        • 應爲2的指數，如一、二、4...
        • 不然系統會向下取整並選擇一個最接近2的指數來替代，如3被2替代。
      • 變化規則：
        • 當inSampleSize=1，採樣後大小不變。
        • 當inSampleSize=k>1，採樣後圖片會縮小。具體規則：寬高變爲原圖的1/k, 像素變爲原圖的1/k^2, 佔用內存大小變爲原圖的1/k^2。
      • 注意：根據圖片寬高的 實際大小&須要大小，而計算出的縮放比儘量取最小，避免因爲縮小的過多，致使在控件中不能鋪滿而被拉伸至模糊。
    • inJustDecodeBounds參數：
      • 值爲true：BitmapFactory只加載圖片的原始寬高信息，而不真正加載圖片到內存；
      • 值爲false：BitmapFactory真正加載圖片到內存。

注意：BitmapFactory獲取的圖片寬高信息和圖片的位置以及程序運行的設備有關，會致使獲取到不一樣的結果。數組

e.加載流程緩存

  • 將BitmapFactory.Options.inJustDecodeBounds參數設爲true並加載圖片。
  • 從BitmapFactory.Options中取出圖片的原始寬高信息，對應outWidth和outHeight參數。
  • 根據採樣率的規則並結合目標View的所需大小計算出採樣率inSampleSize。
  • 將BitmapFactory.Options.inJustDecodeBounds參數設爲false，而後從新加載圖片。

經常使用的獲取採樣率的代碼片斷：安全

/**
     * 對一個Resources的資源文件進行指定長寬來加載進內存, 並把這個bitmap對象返回
     *
     * @param res   資源文件對象
     * @param resId 要操做的圖片id
     * @param reqWidth 最終想要獲得bitmap的寬度
     * @param reqHeight 最終想要獲得bitmap的高度
     * @return 返回採樣以後的bitmap對象
     */
public static Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(Resources res, int resId, int reqWidth, int reqHeight){
        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        //1.設置inJustDecodeBounds=true獲取圖片尺寸
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeResource(res,resId,options);
        //3.計算縮放比
        options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options,reqHeight,reqWidth);
        //4.再設爲false，從新從資源文件中加載圖片
        options.inJustDecodeBounds =false;
        return BitmapFactory.decodeResource(res,resId,options);
    }

   /**
     *  一個計算工具類的方法, 傳入圖片的屬性對象和想要實現的目標寬高. 經過計算獲得採樣值
     * @param options 要操做的原始圖片屬性
     * @param reqWidth 最終想要獲得bitmap的寬度
     * @param reqHeight 最終想要獲得bitmap的高度
     * @return 返回採樣率
     */
    private static int calculateInSampleSize(BitmapFactory.Options options, int reqHeight, int reqWidth) {
        //2.height、width爲圖片的原始寬高
        int height = options.outHeight;
        int width = options.outWidth;
        int inSampleSize = 1;
        if(height>reqHeight||width>reqWidth){
            int halfHeight = height/2;
            int halfWidth = width/2;
            //計算縮放比，是2的指數
            while((halfHeight/inSampleSize)>=reqHeight&&(halfWidth/inSampleSize)>=reqWidth){
                inSampleSize*=2;
            }
        }    
        return inSampleSize;
    }
複製代碼

如今假設ImageView指望圖片大小是爲100*100像素：bash

mImageView.setImageBitmap(decodeSampledBitmapFromResource(getResources(),R.mipmap.ic_launcher,100,100);
複製代碼

推薦閱讀：Android開發之高效加載Bitmap

2.緩存策略

爲減小流量消耗，可採用緩存策略。經常使用的緩存算法是LRU(Least Recently Used)：

  • 核心思想：當緩存滿時, 會優先淘汰那些近期最少使用的緩存對象。
  • 兩種方式：LruCache(內存緩存)、DiskLruCache(磁盤緩存)。

a.LruCache(內存緩存)

  • LruCache類是一個線程安全的泛型類：內部採用一個LinkedHashMap以強引用的方式存儲外界的緩存對象，並提供get和put方法來完成緩存的獲取和添加操做，當緩存滿時會移除較早使用的緩存對象，再添加新的緩存對象。
public class LruCache<K, V> {
    private final LinkedHashMap<K, V> map;
...
複製代碼

注：幾種引用的含義

  • 強引用：直接的對象引用，不會被gc回收；
  • 軟引用：當系統內存不足時，對象會被gc回收；
  • 弱引用：隨時會被gc回收。
  • 實現原理：LinkedHashMap利用一個雙重連接鏈表來維護全部條目item。
    • 經常使用屬性accessOrder：決定LinkedHashMap的鏈表順序。
      • 值爲true：以訪問順序維護鏈表。
      • 值爲false：以插入的順序維護鏈表。

而LruCache利用是accessOrder=true時的LinkedHashMap實現LRU算法，使得最近訪問的數據會在鏈表尾部，在容量溢出時，將鏈表頭部的數據移除。

  • 使用方法：
    • 計算當前可用的內存大小；
    • 分配LruCache緩存容量；
    • 建立LruCache對象並傳入最大緩存大小的參數、重寫sizeOf()用於計算每一個緩存對象的大小；
    • 經過put()、get()和remove()實現數據的添加、獲取和刪除。

實例：

//初始化LruCache對象
public void initLruCache()
{
    //1.獲取當前進程的可用內存，轉換成KB單位
    int maxMemory = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024);
    //2.分配緩存的大小
    int maxSize = maxMemory / 8;
    //3.建立LruCache對象並重寫sizeOf方法
    lruCache = new LruCache<String, Bitmap>(maxSize)
        {
            @Override
            protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
                // TODO Auto-generated method stub
                return value.getWidth() * value.getHeight() / 1024;
            }
        };
}
//4.LruCache對數據的操做
public void fun()
{
    //添加數據
    lruCache.put("lizhuo", bm1);
    lruCache.put("sushe", bm2);
    lruCache.put("jiqian", bm3);
    //獲取數據
    Bitmap b1 = (lruCache.get("lizhuo"));
    Bitmap b2 = (lruCache.get("sushe"));
    Bitmap b3 = (lruCache.get("jiqian"));
    //刪除數據
    lruCache.remove("sushe");
}
複製代碼

推薦閱讀：詳細解讀LruCache類、LruCache 源碼解析

b.DiskLruCache(磁盤緩存)

  • 經過將緩存對象寫入文件系統從而實現緩存效果，即磁盤緩存。

與LruCache區別：DiskLruCache非泛型類，不能添加類型，而是採用文件存儲，存儲和讀取經過I/O流處理。

  • 使用方法：
    • 計算分配DiskLruCache的容量；
    • 設置緩存目錄；
    • 建立DiskLruCache對象，注意不能經過構造方法來建立, 而是提供open()方法；
    • 利用Editor、Snapshot和remove()實現數據的添加、獲取和刪除。
    • 調用flush()將數據寫入磁盤。

(1)先來介紹DiskLruCache的建立：

public static DiskLruCache open(File directory, int appVersion, int valueCount, long maxSize)
複製代碼

其中，參數含義：

①directory：磁盤緩存的存儲路徑。有兩種目錄：

  • SD 上的緩存目錄：/sdcard/Android/data/package_name/cache 目錄，當應用被卸載後會被刪除。
  • 其餘目錄：應用卸載後緩存數據還在。

②appVersion：當前應用的版本號，通常設爲1。

③valueCount：單個節點所對應的數據的個數，通常設爲1。

④maxSize：緩存的總大小，超出這個設定值後DiskLruCache會清除一些緩存

例如，典型的建立過程：

DiskLruCache mDiskLruCache = null;  
try {  
    File cacheDir = getDiskCacheDir(context, "bitmap");  
    if (!cacheDir.exists()) {  
    //若緩存地址的路徑不存在就建立一個
        cacheDir.mkdirs();  
    }  
    mDiskLruCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getAppVersion(context), 1, 10 * 1024 * 1024);  
} catch (IOException e) {  
    e.printStackTrace();  
}  
//用於獲取到緩存地址的路徑
public File getDiskCacheDir(Context context, String uniqueName) {  
    String cachePath;  
    if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(Environment.getExternalStorageState())|| !Environment.isExternalStorageRemovable()) {  
    //當SD卡存在或者SD卡不可被移除，獲取路徑 /sdcard/Android/data/<application package>/cache
        cachePath = context.getExternalCacheDir().getPath();  
    } else { 
    //反之，獲取路徑/data/data/<application package>/cache 
        cachePath = context.getCacheDir().getPath();  
    }  
    return new File(cachePath + File.separator + uniqueName);  
}  
//用於獲取到當前應用程序的版本號
public int getAppVersion(Context context) {  
    try {  
        PackageInfo info = context.getPackageManager().getPackageInfo(context.getPackageName(), 0);  
        return info.versionCode;  
    } catch (NameNotFoundException e) {  
        e.printStackTrace();  
    }  
    return 1;  
}  
複製代碼

(2)添加緩存操做：經過Editor完成

  • 獲取資源的key值，採用url的md5值做爲key；
  • 經過DiskLruCache.edit() 獲取對應key的Editor；
  • 經過Editor.newOutputStream(0)獲得一個輸出流；
  • 經過OutputStream寫入數據；
  • Editor.commit()提交寫操做，若發生異常，則調用Editor.abort()進行回退。

核心代碼：

//1.返回url的MD5算法結果
String key = hashKeyFormUrl(url);
//2.獲取Editor對象
Editor editor = mDiskLruCache.edit(key);
//3.建立輸出流，其中常量DISK_CACHE_INDEX = 0
OutputStream outputStream = editor.newOutputStream(DISK_CACHE_INDEX);
//4.寫入數據
outputStream.wirte(data);
//5.提交寫操做
editor.commit();
複製代碼

(3)查找緩存操做：和緩存添加的過程相似

  • 獲取資源的key值，採用url的md5值做爲key；
  • 經過DiskLruCache.get()獲取對應key的Snapshot對象；
  • 經過Snapshot.getInputStream(0)獲得一個輸入流（可向下轉型爲FileInputStream）；
  • 經過InputStream讀取數據。

核心代碼：

//1.返回url的MD5算法結果
String key = hashKeyFormUrl(url);
//2.獲取Snapshot對象
Snapshot snapshot = mDiskLruCache.get(key);
//3.建立輸入流，其中常量DISK_CACHE_INDEX = 0
InputStream inputStream = snapshot.getInputStream(DISK_CACHE_INDEX);
//4.讀出數據
int data = inputStream.read();
複製代碼
  • 問題：FileInputStream是一種有序的文件流，調用兩次 BitmapFactory.decodeStream()會影響文件流的位置屬性，致使第二次解析結果爲空。
  • 解決辦法：經過文件流獲得其對應的文件描述符，再調用 BitmapFactory.decodeFileDescriptor()來加載一張縮放後的圖片。

推薦閱讀：Android DiskLruCache徹底解析、 源碼解析

3.ImageLoader 的使用

a.ImageLoader內部封裝了Bitmap的高效加載、LruCache和DiskLruCache。

b.應具有功能：

  • 同步加載
  • 異步加載
  • 圖片壓縮
  • 內存緩存
  • 磁盤緩存
  • 網絡拉取

更多瞭解：Android 開源框架Universal-Image-Loader徹底解析、開源框架ImageLoader的完美例子

c.使用場景：

  • 實現照片牆效果 ，此處實例
  • 優化 ListView/GridView卡頓現象，幾點辦法：
    • 不要在Adapter的getView()中執行耗時操做，好比直接加載圖片。
    • 控制異步任務的執行頻率，在列表滑動時中止加載圖片，而列表停下時再加載圖片，此處實例。
    • 開啓硬件加速，給Activity添加配置android:hardwareAccelerated="true"。更多辦法

但願這篇文章對你有幫助~

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