【Android Developers Training】 59. 管理圖片存儲

注：本文翻譯自Google官方的Android Developers Training文檔，譯者技術通常，因爲喜好安卓而產生了翻譯的念頭，純屬我的興趣愛好。

原文連接：http://developer.android.com/training/displaying-bitmaps/manage-memory.html

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接着上一節課的步伐，還有不少特定的事情可讓垃圾回收和位圖重用變得容易。根據你的目標Android系統的不一樣版本，推薦的策略也會有所不一樣。這系列課程的樣例代碼：BitmapFun（連接：http://www.cnblogs.com/jdneo/p/3512517.html）向你展現了你的應用如何在不一樣的Android版本間有效率地工做。

在開始這堂課以前，咱們先來看一下Android對於位圖存儲管理的演變：

• 在Android 2.2（API Level 8）以前，當垃圾回收發生時，你應用的線程會中止。由此致使的延遲會下降應用的性能表現。在Android 2.3開始加入了併發式的垃圾回收，這意味着當一個位圖再也不被引用時，對應的內存會被迅速回收。
• 在Android 2.3.3（API Level 10）以前，一副位圖的依託像素數據（backing pixel data）存儲於本機內存中。它和位圖自己是分離開的，位圖存儲於Dalvik堆中。本機內存中的像素數據並不會以一種可預測的形式進行釋放，所以可能會致使一個應用超過它的內存限制而崩潰。從Android 3.0（API Level 11）開始，像素數據和與其關聯的位圖都存儲於Dalvik堆中了。

下面的章節將會描述如何對不一樣的Android版本，優化位圖存儲管理。

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一）. 在Android 2.3.3及以前的系統版本上管理內存

在Android 2.3.3（API Level 10）及之前，推薦使用recycle()。若是你在你的應用中要顯示大量的位圖數據，你極有可能引發OutOfMemoryError錯誤。recycle()可讓應用盡快地釋放內存。

Caution：

只有當你肯定對應的位圖將再也不被使用的狀況下，你才應該使用recycle()。若是你使用了recycle()，並在以後嘗試繪製該位圖，那麼你將會獲得這樣的錯誤提示：「Canvas: trying to use a recycled bitmap.」

下面的代碼是調用recycle()的樣例。它使用引用計數（變量「mDisplayRefCount」以及「mCacheRefCount」）來追蹤位圖是不是當前正在顯示或是在緩存中。當下列狀況發生時，代碼會回收位圖：

• 「mDisplayRefCount」以及「mCacheRefCount」的引用計數都爲0。
• 位圖不是「null」，同時它還未被回收。

private int mCacheRefCount = 0;
private int mDisplayRefCount = 0;
...
// Notify the drawable that the displayed state has changed.
// Keep a count to determine when the drawable is no longer displayed.
public void setIsDisplayed(boolean isDisplayed) {
    synchronized (this) {
        if (isDisplayed) {
            mDisplayRefCount++;
            mHasBeenDisplayed = true;
        } else {
            mDisplayRefCount--;
        }
    }
    // Check to see if recycle() can be called.
    checkState();
}

// Notify the drawable that the cache state has changed.
// Keep a count to determine when the drawable is no longer being cached.
public void setIsCached(boolean isCached) {
    synchronized (this) {
        if (isCached) {
            mCacheRefCount++;
        } else {
            mCacheRefCount--;
        }
    }
    // Check to see if recycle() can be called.
    checkState();
}

private synchronized void checkState() {
    // If the drawable cache and display ref counts = 0, and this drawable
    // has been displayed, then recycle.
    if (mCacheRefCount <= 0 && mDisplayRefCount <= 0 && mHasBeenDisplayed
            && hasValidBitmap()) {
        getBitmap().recycle();
    }
}

private synchronized boolean hasValidBitmap() {
    Bitmap bitmap = getBitmap();
    return bitmap != null && !bitmap.isRecycled();
}

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二）. 在Android 3.0及之後的系統版本上管理內存

Android 3.0（API Level 11）引入了BitmapFactory.Options.inBitmap域。若是配置了該選項，接受該Options對象的解碼方法會在加載內容時嘗試去重用已經存在的位圖。這意味着位圖內存被重用了，從而提升了性能表現，同時免去了內存分配和回收的工做。然而，對於如何使用inBitmap會有一些限制。特別地，在Android 4.4（API Level 19）以前，只有尺寸吻合的位圖才被支持。更多詳細信息，能夠閱讀：inBitmap。

保存一幅位圖以備未來使用

下面的代碼樣例展現了在相同的應用中，一個已經存在的位圖是如何爲了未來可能被再次使用到而保存的。當一個應用在Android 3.0及以上的設備上運行，且一個位圖從LruCache中移除，該位圖的軟引用會放置在一個HashSet中，以備以後inBitmap使用：

Set<SoftReference<Bitmap>> mReusableBitmaps;
private LruCache<String, BitmapDrawable> mMemoryCache;

// If you're running on Honeycomb or newer, create a
// synchronized HashSet of references to reusable bitmaps.
if (Utils.hasHoneycomb()) {
    mReusableBitmaps =
            Collections.synchronizedSet(new HashSet<SoftReference<Bitmap>>());
}

mMemoryCache = new LruCache<String, BitmapDrawable>(mCacheParams.memCacheSize) {

    // Notify the removed entry that is no longer being cached.
    @Override
    protected void entryRemoved(boolean evicted, String key,
            BitmapDrawable oldValue, BitmapDrawable newValue) {
        if (RecyclingBitmapDrawable.class.isInstance(oldValue)) {
            // The removed entry is a recycling drawable, so notify it
            // that it has been removed from the memory cache.
            ((RecyclingBitmapDrawable) oldValue).setIsCached(false);
        } else {
            // The removed entry is a standard BitmapDrawable.
            if (Utils.hasHoneycomb()) {
                // We're running on Honeycomb or later, so add the bitmap
                // to a SoftReference set for possible use with inBitmap later.
                mReusableBitmaps.add
                        (new SoftReference<Bitmap>(oldValue.getBitmap()));
            }
        }
    }
....
}

使用一個存在的位圖

在運行的程序中，解碼方法檢查是否有可用的位圖。例如：

public static Bitmap decodeSampledBitmapFromFile(String filename,
        int reqWidth, int reqHeight, ImageCache cache) {

    final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    ...
    BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
    ...

    // If we're running on Honeycomb or newer, try to use inBitmap.
    if (Utils.hasHoneycomb()) {
        addInBitmapOptions(options, cache);
    }
    ...
    return BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
}

下面的代碼是上述代碼中addInBitmapOptions()方法的實現。它尋找一個存在的位圖，並將它做爲inBitmap的值。注意，該方法僅僅在它找到了一個合適的匹配時，纔將位圖設置爲inBitmap的值（你的代碼不能夠假定這個匹配必定能找到）：

private static void addInBitmapOptions(BitmapFactory.Options options,
        ImageCache cache) {
    // inBitmap only works with mutable bitmaps, so force the decoder to
    // return mutable bitmaps.
    options.inMutable = true;

    if (cache != null) {
        // Try to find a bitmap to use for inBitmap.
        Bitmap inBitmap = cache.getBitmapFromReusableSet(options);

        if (inBitmap != null) {
            // If a suitable bitmap has been found, set it as the value of
            // inBitmap.
            options.inBitmap = inBitmap;
        }
    }
}

// This method iterates through the reusable bitmaps, looking for one 
// to use for inBitmap:
protected Bitmap getBitmapFromReusableSet(BitmapFactory.Options options) {
        Bitmap bitmap = null;

    if (mReusableBitmaps != null && !mReusableBitmaps.isEmpty()) {
        synchronized (mReusableBitmaps) {
            final Iterator<SoftReference<Bitmap>> iterator
                    = mReusableBitmaps.iterator();
            Bitmap item;

            while (iterator.hasNext()) {
                item = iterator.next().get();

                if (null != item && item.isMutable()) {
                    // Check to see it the item can be used for inBitmap.
                    if (canUseForInBitmap(item, options)) {
                        bitmap = item;

                        // Remove from reusable set so it can't be used again.
                        iterator.remove();
                        break;
                    }
                } else {
                    // Remove from the set if the reference has been cleared.
                    iterator.remove();
                }
            }
        }
    }
    return bitmap;
}

最後，此方法決定備選的位圖是否符合inBitmap的尺寸標準：

static boolean canUseForInBitmap(
        Bitmap candidate, BitmapFactory.Options targetOptions) {

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
        // From Android 4.4 (KitKat) onward we can re-use if the byte size of
        // the new bitmap is smaller than the reusable bitmap candidate
        // allocation byte count.
        int width = targetOptions.outWidth / targetOptions.inSampleSize;
        int height = targetOptions.outHeight / targetOptions.inSampleSize;
        int byteCount = width * height * getBytesPerPixel(candidate.getConfig());
        return byteCount <= candidate.getAllocationByteCount();
    }

    // On earlier versions, the dimensions must match exactly and the inSampleSize must be 1
    return candidate.getWidth() == targetOptions.outWidth
            && candidate.getHeight() == targetOptions.outHeight
            && targetOptions.inSampleSize == 1;
}

/**
 * A helper function to return the byte usage per pixel of a bitmap based on its configuration.
 */
static int getBytesPerPixel(Config config) {
    if (config == Config.ARGB_8888) {
        return 4;
    } else if (config == Config.RGB_565) {
        return 2;
    } else if (config == Config.ARGB_4444) {
        return 2;
    } else if (config == Config.ALPHA_8) {
        return 1;
    }
    return 1;
}