Android(安卓)那些你所不知道的Bitmap对象详解

本文转自夏安明-<Android 那些你所不知道的Bitmap对象详解>,感谢这些无私的奉献！
我们知道Android系统分配给每个应用程序的内存是有限的，Bitmap作为消耗内存大户，我们对Bitmap的管理稍有不当就可能引发OutOfMemoryError，而Bitmap对象在不同的Android版本中存在一些差异，今天就给大家介绍下这些差异，并提供一些在使用Bitmap的需要注意的地方。

在Android2.3.3(API 10)及之前的版本中，Bitmap对象与其像素数据是分开存储的，Bitmap对象存储在Dalvik heap中，而Bitmap对象的像素数据则存储在Native Memory（本地内存）中或者说Derict Memory（直接内存）中，这使得存储在Native Memory中的像素数据的释放是不可预知的，我们可以调用recycle()方法来对Native Memory中的像素数据进行释放，前提是你可以清楚的确定Bitmap已不再使用了，如果你调用了Bitmap对象recycle()之后再将Bitmap绘制出来，就会出现"Canvas: trying to use a recycled bitmap"错误，而在Android3.0(API 11)之后，Bitmap的像素数据和Bitmap对象一起存储在Dalvik heap中，所以我们不用手动调用recycle()来释放Bitmap对象，内存的释放都交给垃圾回收器来做，也许你会问，为什么我在显示Bitmap对象的时候还是会出现OutOfMemoryError呢？

在说这个问题之前我顺便提一下，在Android2.2(API 8)之前，使用的是Serial垃圾收集器，从名字可以看出这是一个单线程的收集器，这里的”单线程"的意思并不仅仅是使用一个CPU或者一条收集线程去收集垃圾，更重要的是在它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，Android2.3之后，这种收集器就被代替了，使用的是并发的垃圾收集器，这意味着我们的垃圾收集线程和我们的工作线程互不影响。

简单的了解垃圾收集器之后，我们对上面的问题举一个简单的例子，假如系统启动了垃圾回收线程去收集垃圾，而此时我们一下子产生大量的Bitmap对象，此时是有可能会产生OutOfMemoryError，因为垃圾回收器首先要判断某个对象是否还存活(JAVA语言判断对象是否存活使用的是根搜索算法 GC Root Tracing)，然后利用垃圾回收算法来对垃圾进行回收，不同的垃圾回收器具有不同的回收算法，这些都是需要时间的，发生OutOfMemoryError的时候，我们要明确到底是因为内存泄露(Memory Leak)引发的还是内存溢出(Memory overflow)引发的，如果是内存泄露我们需要利用工具(比如MAT)查明内存泄露的代码并进行改正，如果不存在泄露，换句话来说就是内存中的对象确实还必须活着，那我们可以看看是否可以通过某种途径，减少对象对内存的消耗，比如我们在使用Bitmap的时候，应该根据View的大小利用BitmapFactory.Options计算合适的inSimpleSize来对Bitmap进行相对应的裁剪，以减少Bitmap对内存的使用，如果上面都做好了还是存在OutOfMemoryError(一般这种情况很少发生)的话，那我们只能调大Dalvik heap的大小了，在Android 3.1以及更高的版本中，我们可以在AndroidManifest.xml的application标签中增加一个值等于“true”的android:largeHeap属性来通知Dalvik虚拟机应用程序需要使用较大的Java Heap，但是我们也不鼓励这么做。

在Android 2.3及以下管理Bitmap

从上面我们知道，在Android2.3及以下我们推荐使用recycle()方法来释放内存，我们在使用ListView或者GridView的时候，该在什么时候去调用recycle()呢？这里我们用到引用计数，使用一个变量(dispalyRefCount)来记录Bitmap显示情况，如果Bitmap绘制在View上面displayRefCount加一, 否则就减一, 只有在displayResCount为0且Bitmap不为空且Bitmap没有调用过recycle()的时候，我们才需求对该Bitmap对象进行recycle()，所以我们需要用一个类来包装下Bitmap对象，代码如下

[java] view plain copy

packagecom.example.bitmap;
importandroid.content.res.Resources;
importandroid.graphics.Bitmap;
importandroid.graphics.drawable.BitmapDrawable;
publicclassRecycleBitmapDrawableextendsBitmapDrawable{
privateintdisplayResCount=0;
privatebooleanmHasBeenDisplayed;
publicRecycleBitmapDrawable(Resourcesres,Bitmapbitmap){
super(res,bitmap);
}
/**
*@paramisDisplay
*/
publicvoidsetIsDisplayed(booleanisDisplay){
synchronized(this){
if(isDisplay){
mHasBeenDisplayed=true;
displayResCount++;
}else{
displayResCount--;
}
}
checkState();
}
/**
*检查图片的一些状态，判断是否需要调用recycle
*/
privatesynchronizedvoidcheckState(){
if(displayResCount<=0&&mHasBeenDisplayed
&&hasValidBitmap()){
getBitmap().recycle();
}
}
/**
*判断Bitmap是否为空且是否调用过recycle()
*@return
*/
privatesynchronizedbooleanhasValidBitmap(){
Bitmapbitmap=getBitmap();
returnbitmap!=null&&!bitmap.isRecycled();
}
}

除了上面这个RecycleBitmapDrawable之外呢，我们还需要一个自定义的ImageView来控制什么时候显示Bitmap以及什么时候隐藏Bitmap对象

[java] view plain copy

packagecom.example.bitmap;
importandroid.content.Context;
importandroid.graphics.drawable.Drawable;
importandroid.graphics.drawable.LayerDrawable;
importandroid.util.AttributeSet;
importandroid.widget.ImageView;
publicclassRecycleImageViewextendsImageView{
publicRecycleImageView(Contextcontext){
super(context);
}
publicRecycleImageView(Contextcontext,AttributeSetattrs){
super(context,attrs);
}
publicRecycleImageView(Contextcontext,AttributeSetattrs,intdefStyle){
super(context,attrs,defStyle);
}
@Override
publicvoidsetImageDrawable(Drawabledrawable){
DrawablepreviousDrawable=getDrawable();
super.setImageDrawable(drawable);
//显示新的drawable
notifyDrawable(drawable,true);
//回收之前的图片
notifyDrawable(previousDrawable,false);
}
@Override
protectedvoidonDetachedFromWindow(){
//当View从窗口脱离的时候,清除drawable
setImageDrawable(null);
super.onDetachedFromWindow();
}
/**
*通知该drawable显示或者隐藏
*
*@paramdrawable
*@paramisDisplayed
*/
publicstaticvoidnotifyDrawable(Drawabledrawable,booleanisDisplayed){
if(drawableinstanceofRecycleBitmapDrawable){
((RecycleBitmapDrawable)drawable).setIsDisplayed(isDisplayed);
}elseif(drawableinstanceofLayerDrawable){
LayerDrawablelayerDrawable=(LayerDrawable)drawable;
for(inti=0,z=layerDrawable.getNumberOfLayers();i<z;i++){
notifyDrawable(layerDrawable.getDrawable(i),isDisplayed);
}
}
}
}

这个自定类也比较简单，重写了setImageDrawable()方法，在这个方法中我们先获取ImageView上面的图片，然后通知之前显示在ImageView的Drawable不在显示了，Drawable会判断是否需要调用recycle()，当View从Window脱离的时候会回调onDetachedFromWindow()，我们在这个方法中回收显示在ImageView的图片，具体的使用方法

[java] view plain copy

ImageViewimageView=newImageView(context);
imageView.setImageDrawable(newRecycleBitmapDrawable(context.getResource(),bitmap));

只需要用RecycleBitmapDrawable包装Bitmap对象，然后设置到ImageView上面就可以啦，具体的内存释放我们不需要管，是不是很方便呢？这是在Android2.3以及以下的版本管理Bitmap的内存。

在Android 3.0及以上管理Bitmap

由于在Android3.0及以上的版本中，Bitmap的像素数据也存储在Dalvik heap中，所以内存的管理就直接交给垃圾回收器了，我们并不需要手动的去释放内存，而今天讲的主要是BitmapFactory.Options.inBitmap的这个字段，假如这个字段被设置了，我们在解码Bitmap的时候，他会去重用inBitmap设置的Bitmap，减少内存的分配和释放，提高了应用的性能，然而在Android 4.4之前，BitmapFactory.Options.inBitmap设置的Bitmap必须和我们需要解码的Bitmap的大小一致才行，在Android4.4以后，BitmapFactory.Options.inBitmap设置的Bitmap大于或者等于我们需要解码的Bitmap的大小就OK了，我们先假设一个场景，还是在使用ListView，GridView去加载大量的图片，为了提高应用的效率，我们通常会做相对应的内存缓存和硬盘缓存，这里我们只说内存缓存，而内存缓存官方推荐使用LruCache, 注意LruCache只是起到缓存数据作用，并没有回收内存。一般我们的代码会这么写

[java] view plain copy

packagecom.example.bitmap;
importjava.lang.ref.SoftReference;
importjava.util.Collections;
importjava.util.HashSet;
importjava.util.Iterator;
importjava.util.Set;
importandroid.annotation.TargetApi;
importandroid.graphics.Bitmap;
importandroid.graphics.Bitmap.Config;
importandroid.graphics.BitmapFactory;
importandroid.graphics.drawable.BitmapDrawable;
importandroid.os.Build;
importandroid.os.Build.VERSION_CODES;
importandroid.support.v4.util.LruCache;
publicclassImageCache{
privatefinalstaticintMAX_MEMORY=4*102*1024;
privateLruCache<String,BitmapDrawable>mMemoryCache;
privateSet<SoftReference<Bitmap>>mReusableBitmaps;
privatevoidinit(){
if(hasHoneycomb()){
mReusableBitmaps=Collections
.synchronizedSet(newHashSet<SoftReference<Bitmap>>());
}
mMemoryCache=newLruCache<String,BitmapDrawable>(MAX_MEMORY){
/**
*当保存的BitmapDrawable对象从LruCache中移除出来的时候回调的方法
*/
@Override
protectedvoidentryRemoved(booleanevicted,Stringkey,
BitmapDrawableoldValue,BitmapDrawablenewValue){
if(hasHoneycomb()){
mReusableBitmaps.add(newSoftReference<Bitmap>(oldValue
.getBitmap()));
}
}
};
}
/**
*从mReusableBitmaps中获取满足能设置到BitmapFactory.Options.inBitmap上面的Bitmap对象
*@paramoptions
*@return
*/
protectedBitmapgetBitmapFromReusableSet(BitmapFactory.Optionsoptions){
Bitmapbitmap=null;
if(mReusableBitmaps!=null&&!mReusableBitmaps.isEmpty()){
synchronized(mReusableBitmaps){
finalIterator<SoftReference<Bitmap>>iterator=mReusableBitmaps
.iterator();
Bitmapitem;
while(iterator.hasNext()){
item=iterator.next().get();
if(null!=item&&item.isMutable()){
if(canUseForInBitmap(item,options)){
bitmap=item;
iterator.remove();
break;
}
}else{
iterator.remove();
}
}
}
}
returnbitmap;
}
/**
*判断该Bitmap是否可以设置到BitmapFactory.Options.inBitmap上
*
*@paramcandidate
*@paramtargetOptions
*@return
*/
@TargetApi(VERSION_CODES.KITKAT)
publicstaticbooleancanUseForInBitmap(Bitmapcandidate,
BitmapFactory.OptionstargetOptions){
//在Anroid4.4以后，如果要使用inBitmap的话，只需要解码的Bitmap比inBitmap设置的小就行了，对inSampleSize
//没有限制
if(Build.VERSION.SDK_INT>=Build.VERSION_CODES.KITKAT){
intwidth=targetOptions.outWidth/targetOptions.inSampleSize;
intheight=targetOptions.outHeight/targetOptions.inSampleSize;
intbyteCount=width*height
*getBytesPerPixel(candidate.getConfig());
returnbyteCount<=candidate.getAllocationByteCount();
}
//在Android
//4.4之前，如果想使用inBitmap的话，解码的Bitmap必须和inBitmap设置的宽高相等，且inSampleSize为1
returncandidate.getWidth()==targetOptions.outWidth
&&candidate.getHeight()==targetOptions.outHeight
&&targetOptions.inSampleSize==1;
}
/**
*获取每个像素所占用的Byte数
*
*@paramconfig
*@return
*/
publicstaticintgetBytesPerPixel(Configconfig){
if(config==Config.ARGB_8888){
return4;
}elseif(config==Config.RGB_565){
return2;
}elseif(config==Config.ARGB_4444){
return2;
}elseif(config==Config.ALPHA_8){
return1;
}
return1;
}
@TargetApi(VERSION_CODES.HONEYCOMB)
publicstaticbooleanhasHoneycomb(){
returnBuild.VERSION.SDK_INT>=Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB;
}
}

上面只是一些事例性的代码，将从LruCache中移除的BitmapDrawable对象的弱引用保存在一个set中，然后从set中获取满足BitmapFactory.Options.inBitmap条件的Bitmap对象用来提高解码Bitmap性能，使用如下

[java] view plain copy

publicstaticBitmapdecodeSampledBitmapFromFile(Stringfilename,
intreqWidth,intreqHeight){
finalBitmapFactory.Optionsoptions=newBitmapFactory.Options();
...
BitmapFactory.decodeFile(filename,options);
...
//Ifwe'rerunningonHoneycombornewer,trytouseinBitmap.
if(ImageCache.hasHoneycomb()){
options.inMutable=true;
if(cache!=null){
BitmapinBitmap=cache.getBitmapFromReusableSet(options);
if(inBitmap!=null){
options.inBitmap=inBitmap;
}
}
}
...
returnBitmapFactory.decodeFile(filename,options);
}

通过这篇文章你是不是对Bitmap对象有了更进一步的了解，在应用加载大量的Bitmap对象的时候，如果你做到上面几点，我相信应用发生OutOfMemoryError的概率会很小，并且性能会得到一定的提升，我经常会看到一些同学在评价一个图片加载框架好不好的时候，比较片面的以自己使用过程中是否发生OutOfMemoryError来定论，当然经常性的发生OutOfMemoryError你应该先检查你的代码是否存在问题，一般一些比较成熟的框架是不存在很严重的问题，毕竟它也经过很多的考验才被人熟知的，今天的讲解就到这里了，有疑问的同学可以在下面留言！

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