图片加载处理

在Android应用开发中不可避免的会用到图形图像，这样就会生成Bitmap对象。如果在开发过程中没有处理好Bitmap对象就很容易产生Out Of Memory(OOM)的异常。以下列举几点使用Bitmap对象需要注意的地方：
一个Android应用程序最多只能使用16M的内存，在Android的 Android Compatibility Definition Document (CDD) 3.7节中描述了不同屏幕分辨率及密度的设备在VM中会分配的大小。

Screen Size	Screen Density	Application Memory
small / normal / large	ldpi / mdpi	16MB
small / normal / large	tvdpi / hdpi	32MB
small / normal / large	xhdpi	64MB
xlarge	mdpi	32MB
xlarge	tvdpi / hdpi	64MB
xlarge	xhdpi	128MBBitmap

对象比较占用内存，特别像一些照片。比如使用Google Nexus照一张

分辨率为2592x1936的照片大概为5M，如果采用ARGB_8888的色彩格式（2.3之后默认使用该格式）加载这个图片就要占用19M内存(2592*1936*4 bytes)，这样会导致某些设备直接挂掉。

Android中很多控件比如ListView/GridView/ViewPaper通常都会包含很多图片，特别是快速滑动的时候可能加载大量的图片，因此图片处理显得尤为重要。

下面会从四个方向讲述如何优化Bitmap的显示：
优化大图片 -- 注意Bitmap处理技巧，使其不会超过内存最大限值
通常情况下我们的UI并不需要很精致的图片。例如我们使用Gallery显示照相机拍摄的照片时，你的设备分辨率通常小于照片的分辨率。
BitmapFactory类提供了几个解码图片的方法（decodeByteArray(),decodeFile(),decodeResource()等），它们都可以通过BitmapFactory.Options指定解码选项。设置inJustDecodeBounds属性为true时解码并不会生成Bitmap对象，而是返回图片的解码信息（图片分辨率及类型：outWidth,outHeight,outMimeType）然后通过分辨率可以算出缩放值，再将inJustDecodeBounds设置为false,传入缩放值缩放图片，值得注意的是inJustDecodeBounds可能小于0，需要做判断。

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inJustDecodeBounds = true;
BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.id.myimage, options);
int imageHeight = options.outHeight;
int imageWidth = options.outWidth;
String imageType = options.outMimeType;
现在我们知道了图片的密度，在BitmapFactory.Options中设置inSampleSize值可以缩小图片。比如我们设置inSampleSize = 4,就会生成一个1/4长*1/4宽=1/16原始图的图片。当inSampleSize < 1的时候默认为1，系统提供了一个calculateInSampleSize()方法来帮我们算这个值:

public static int calculateInSampleSize(
BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {
// Raw height and width of image
final int height = options.outHeight;
final int width = options.outWidth;
int inSampleSize = 1;

if (height > reqHeight || width > reqWidth) {
if (width > height) {
inSampleSize = Math.round((float)height / (float)reqHeight);
} else {
inSampleSize = Math.round((float)width / (float)reqWidth);
}
}
return inSampleSize;
}
创建一个完整的缩略图方法：

public static 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);
}
我们把它设进ImageView中：

mImageView.setImageBitmap(
decodeSampledBitmapFromResource(getResources(), R.id.myimage, 100, 100));
不要在UI线程中处理Bitmap -- 图片下载/调整大小等不要放在UI线程中处理，可以使用AsyncTask处理并发的问题。
刚刚我们提到过BitmapFactory.decode*的方法，值得注意的是这些方法都不能在UI线程中执行,因为他们的加载过程都是不可靠的，很可能引起应用程序的ANR。
如何解决这个问题呢？我们需要用到AsyncTask来处理并发。AsyncTask提供了一种简单的方法在后台线程中执行一些操作并反馈结果给UI线程。下面我们来看一个例子：

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask {
private final WeakReference imageViewReference;
private int data = 0;

public BitmapWorkerTask(ImageView imageView) {
// Use a WeakReference to ensure the ImageView can be garbage collected
imageViewReference = new WeakReference(imageView);
}

// Decode image in background.
@Override
protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {
data = params[0];
return decodeSampledBitmapFromResource(getResources(), data, 100, 100));
}

// Once complete, see if ImageView is still around and set bitmap.
@Override
protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
if (imageViewReference != null && bitmap != null) {
final ImageView imageView = imageViewReference.get();
if (imageView != null) {
imageView.setImageBitmap(bitmap);
}
}
}
}

public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {
BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(imageView);
task.execute(resId);
}
当我们在ListView和GridView中使用AsyncTask的时候会引发一些问题，例如ListView快速滑动的时候其child view是循环未被回收的，我们也并不知道AsyncTask什么时候会完成，有可能AsyncTask还没执行完之前childView就已经被回收了，下面我们讲一种方法可以避免这种情况：
创建一个Drawable的子类来引用存储工作任务执行后返回的图片

static class AsyncDrawable extends BitmapDrawable {
private final WeakReference bitmapWorkerTaskReference;

public AsyncDrawable(Resources res, Bitmap bitmap,
BitmapWorkerTask bitmapWorkerTask) {
super(res, bitmap);
bitmapWorkerTaskReference =
new WeakReference(bitmapWorkerTask);
}

public BitmapWorkerTask getBitmapWorkerTask() {
return bitmapWorkerTaskReference.get();
}
}
在执行BitmapWorkerTask之前，创建一个AsyncDrawable来绑定目标的ImageView:

public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {
if (cancelPotentialWork(resId, imageView)) {
final BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(imageView);
final AsyncDrawable asyncDrawable =
new AsyncDrawable(getResources(), mPlaceHolderBitmap, task);
imageView.setImageDrawable(asyncDrawable);
task.execute(resId);
}
}
在给ImageView赋值之前会调用cancelPotentialWork方法，它会使用cancel()方法尝试取消已经过期的任务。

public static boolean cancelPotentialWork(int data, ImageView imageView) {
final BitmapWorkerTask bitmapWorkerTask = getBitmapWorkerTask(imageView);

if (bitmapWorkerTask != null) {
final int bitmapData = bitmapWorkerTask.data;
if (bitmapData != data) {
// Cancel previous task
bitmapWorkerTask.cancel(true);
} else {
// The same work is already in progress
return false;
}
}
// No task associated with the ImageView, or an existing task was cancelled
return true;
}

private static BitmapWorkerTask getBitmapWorkerTask(ImageView imageView) {
if (imageView != null) {
final Drawable drawable = imageView.getDrawable();
if (drawable instanceof AsyncDrawable) {
final AsyncDrawable asyncDrawable = (AsyncDrawable) drawable;
return asyncDrawable.getBitmapWorkerTask();
}
}
return null;
}
最后一步，修改BitmapWorkerTask中的onPostExecute()方法

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask {
...

@Override
protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
if (isCancelled()) {
bitmap = null;
}

if (imageViewReference != null && bitmap != null) {
final ImageView imageView = imageViewReference.get();
final BitmapWorkerTask bitmapWorkerTask =
getBitmapWorkerTask(imageView);
if (this == bitmapWorkerTask && imageView != null) {
imageView.setImageBitmap(bitmap);
}
}
}
}
缓存Bitmap -- 使用缓存可以改善图片加载速度提升用户体验
使用内存的Cache
从Android3.1开始，Google提供了一个缓存类叫LruCache,在此之前我们实现缓存通常都是用软引用或是弱引用，但是Google并不建议我们这样做，因为从Android2.3之后增加了GC回收的频率。
我们在使用LruCache的时候需要为它设置一个缓存大小，设置小了缓存没有作用，设置大了同样会导致OOM，因此设置缓存大小是一门技术活。

private LruCache mMemoryCache;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
...
// Get memory class of this device, exceeding this amount will throw an
// OutOfMemory exception.
final int memClass = ((ActivityManager) context.getSystemService(
Context.ACTIVITY_SERVICE)).getMemoryClass();

// Use 1/8th of the available memory for this memory cache.
final int cacheSize = 1024 * 1024 * memClass / 8;

mMemoryCache = new LruCache(cacheSize) {
@Override
protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {
// The cache size will be measured in bytes rather than number of items.
return bitmap.getByteCount();
}
};
...
}

public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {
if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {
mMemoryCache.put(key, bitmap);
}
}

public Bitmap getBitmapFromMemCache(String key) {
return mMemoryCache.get(key);
}
这样当我们在ImageView中使用Bitmap的时候就可以先从缓存中获取，如果缓存没有就从网络中获取：

public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {
final String imageKey = String.valueOf(resId);

final Bitmap bitmap = getBitmapFromMemCache(imageKey);
if (bitmap != null) {
mImageView.setImageBitmap(bitmap);
} else {
mImageView.setImageResource(R.drawable.image_placeholder);
BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(mImageView);
task.execute(resId);
}
}
我们需要更新一下刚刚写的BitmapWorkerTask

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask {
...
// Decode image in background.
@Override
protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {
final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(
getResources(), params[0], 100, 100));
addBitmapToMemoryCache(String.valueOf(params[0]), bitmap);
return bitmap;
}
...
}
2.使用硬盘的Cache
我们会使用DiskLruCache来实现硬盘Cache

private DiskLruCache mDiskCache;
private static final int DISK_CACHE_SIZE = 1024 * 1024 * 10; // 10MB
private static final String DISK_CACHE_SUBDIR = "thumbnails";

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
...
// Initialize memory cache
...
File cacheDir = getCacheDir(this, DISK_CACHE_SUBDIR);
mDiskCache = DiskLruCache.openCache(this, cacheDir, DISK_CACHE_SIZE);
...
}

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask {
...
// Decode image in background.
@Override
protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {
final String imageKey = String.valueOf(params[0]);

// Check disk cache in background thread
Bitmap bitmap = getBitmapFromDiskCache(imageKey);

if (bitmap == null) { // Not found in disk cache
// Process as normal
final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(
getResources(), params[0], 100, 100));
}

// Add final bitmap to caches
addBitmapToCache(String.valueOf(imageKey, bitmap);

return bitmap;
}
...
}

public void addBitmapToCache(String key, Bitmap bitmap) {
// Add to memory cache as before
if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {
mMemoryCache.put(key, bitmap);
}

// Also add to disk cache
if (!mDiskCache.containsKey(key)) {
mDiskCache.put(key, bitmap);
}
}

public Bitmap getBitmapFromDiskCache(String key) {
return mDiskCache.get(key);
}

// Creates a unique subdirectory of the designated app cache directory. Tries to use external
// but if not mounted, falls back on internal storage.
public static File getCacheDir(Context context, String uniqueName) {
// Check if media is mounted or storage is built-in, if so, try and use external cache dir
// otherwise use internal cache dir
final String cachePath = Environment.getExternalStorageState() == Environment.MEDIA_MOUNTED
|| !Environment.isExternalStorageRemovable() ?
context.getExternalCacheDir().getPath() : context.getCacheDir().getPath();

return new File(cachePath + File.separator + uniqueName);
}
值得一提的是Android API中并没有提供DiskLruCache接口，需要自己从4.x源码中移植至应用程序。源码地址：
libcore/luni/src/main/java/libcore/io/DiskLruCache.java

3.有时候在处理横竖屏切换的时候对象会全部重载，这样缓存就丢失了。为了避免这个问题，我们除了在Manifest中设置横竖屏不更新之外，就是使用Fragment做保存：

private LruCache mMemoryCache;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
...
RetainFragment mRetainFragment =
RetainFragment.findOrCreateRetainFragment(getFragmentManager());
mMemoryCache = RetainFragment.mRetainedCache;
if (mMemoryCache == null) {
mMemoryCache = new LruCache(cacheSize) {
... // Initialize cache here as usual
}
mRetainFragment.mRetainedCache = mMemoryCache;
}
...
}

class RetainFragment extends Fragment {
private static final String TAG = "RetainFragment";
public LruCache mRetainedCache;

public RetainFragment() {}

public static RetainFragment findOrCreateRetainFragment(FragmentManager fm) {
RetainFragment fragment = (RetainFragment) fm.findFragmentByTag(TAG);
if (fragment == null) {
fragment = new RetainFragment();
}
return fragment;
}

@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setRetainInstance(true);
}
}

加入回收：

1.创建一个图片缓存对象HashMap dataCache，integer对应Adapter中的位置position，我们只用缓存处在显示中的图片，对于之外的位置，如果dataCache中有对应的图片，我们需要进行回收内存。在这个例子中，Adapter对象的getView方法首先判断该位置是否有缓存的bitmap，如果没有，则解码图片（bitmapDecoder.getPhotoItem，BitmapDecoder类见后面）并返回bitmap对象，设置dataCache 在该位置上的bitmap缓存以便之后使用；若是该位置存在缓存，则直接取出来使用，避免了再一次调用底层的解码图像需要的内存开销。有时为了提高 Gallery的更新速度，我们还可以预存储一些位置上的bitmap，比如存储显示区域位置外向上3个向下3个位置的bitmap，这样上或下滚动 Gallery时可以加快getView的获取。

java代码：

public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
if(convertView==null){
LayoutInflater inflater = LayoutInflater.from(context);
convertView = inflater.inflate(R.layout.photo_item, null);
holder = new ViewHolder();
holder.photo = (ImageView) convertView.findViewById(R.id.photo_item_image);
holder.photoTitle = (TextView) convertView.findViewById(R.id.photo_item_title);
holder.photoDate = (TextView) convertView.findViewById(R.id.photo_item_date);
convertView.setTag(holder);
}else {
holder = (ViewHolder) convertView.getTag();
}
cursor.moveToPosition(position);
Bitmap current = dateCache.get(position);
if(current != null){//如果缓存中已解码该图片，则直接返回缓存中的图片
holder.photo.setImageBitmap(current);
}else {
current = bitmapDecoder.getPhotoItem(cursor.getString(1), 2) ;
holder.photo.setImageBitmap(current);
dateCache.put(position, current);
}
holder.photoTitle.setText(cursor.getString(2));
holder.photoDate.setText(cursor.getString(4));
return convertView;
}
}

复制代码

java代码：

package eoe.bestjoy;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.graphics.Matrix;
public class BitmapDecoder {
private static final String TAG = "BitmapDecoder";
private Context context;
public BitmapDecoder(Context context) {
this.context = context;
}
public Bitmap getPhotoItem(String filepath,int size) {
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inSampleSize=size;
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(filepath,options);
bitmap=Bitmap.createScaledBitmap(bitmap, 180, 251, true);
//预先缩放，避免实时缩放，可以提高更新率
return bitmap;
}
}

复制代码

2.由于Gallery控件的特点，总有一个item处于当前选择状态，我们利用此时进行dataCache中额外不用的bitmap的清理，来释放内存。

java代码：

@Override
public void onItemSelected(AdapterView<?> parent, View view, int position,long id) {
releaseBitmap();
Log.v(TAG, "select id:"+ id);
}
private void releaseBitmap(){
//在这，我们分别预存储了第一个和最后一个可见位置之外的3个位置的bitmap
//即dataCache中始终只缓存了（M＝6＋Gallery当前可见view的个数）M个bitmap
int start = mGallery.getFirstVisiblePosition()-3;
int end = mGallery.getLastVisiblePosition()+3;
Log.v(TAG, "start:"+ start);
Log.v(TAG, "end:"+ end);
//释放position<start之外的bitmap资源
Bitmap delBitmap;
for(int del=0;del<start;del++){
delBitmap = dateCache.get(del);
if(delBitmap != null){
//如果非空则表示有缓存的bitmap，需要清理
Log.v(TAG, "release position:"+ del);
//从缓存中移除该del->bitmap的映射
dateCache.remove(del);
delBitmap.recycle();
}
}
freeBitmapFromIndex(end);
}
/**
* 从某一位置开始释放bitmap资源
* @param index
*/
private void freeBitmapFromIndex(int end) {
//释放之外的bitmap资源
Bitmap delBitmap;
for(int del =end+1;del<dateCache.size();del++){
delBitmap = dateCache.get(del);
if(delBitmap != null){
dateCache.remove(del);
delBitmap.recycle();
Log.v(TAG, "release position:"+ del);
}
}
}

BitmapFactory.decodeStream 和 BitmapFactory.decodeResource

后来在程序中去测试对比了一下，发现还是有比较大的差别的。同样是加载十张图片，我们先看看使用BitmapFactory.decodeResource后的内存占用情况：

代码片段，双击复制
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15	`//加载图片前的空余内存空间` `long` `freeStart = Runtime.getRuntime().freeMemory();` `bubble2 = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.bubble2);` `bubble5 = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.bubble5);` `bubble_2 = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.bubble_2);` `speeding = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.speeding);` `slowing = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.slowing);` `resee = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.resee);` `network = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.network5);` `audio = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.audio);` `eye_back = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.eye_back);` `eye = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.eye);` `//加载图片后的空余内存空间` `long` `freeEnd = Runtime.getRuntime().freeMemory();` `System.out.println(` `"freeStart:"` `+freeStart+` `"\nfreeEnd:"` `+freeEnd+` `"\n 相差："` `+(freeStart-freeEnd));`

2012-11-28 10:49 上传 下载附件 (5.29 KB)

再来看看使用BitmapFactory.decodeStream的情况：

代码片段，双击复制
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	`public` `Bitmap readBitmap(Context context,` `int` `id){` `BitmapFactory.Options opt =` `new` `BitmapFactory.Options();` `opt.inPreferredConfig=Bitmap.Config.RGB_565;` `//表示16位位图 565代表对应三原色占的位数` `opt.inInputShareable=` `true` `;` `opt.inPurgeable=` `true` `;` `//设置图片可以被回收` `InputStream is = context.getResources().openRawResource(id);` `return` `BitmapFactory.decodeStream(is,` `null` `, opt);` `}` `//加载图片前的空余内存空间` `long` `freeStart = Runtime.getRuntime().freeMemory();` `bubble2 = utils.readBitmap(context, R.drawable.bubble2);` `bubble5 = utils.readBitmap(context, R.drawable.bubble5);` `bubble_2 = utils.readBitmap(context, R.drawable.bubble_2);` `speeding = utils.readBitmap(context, R.drawable.speeding);` `slowing = utils.readBitmap(context, R.drawable.slowing);` `resee = utils.readBitmap(context, R.drawable.resee);` `network = utils.readBitmap(context, R.drawable.network5);` `audio = utils.readBitmap(context, R.drawable.audio);` `eye_back = utils.readBitmap(context, R.drawable.eye_back);` `eye = utils.readBitmap(context, R.drawable.eye);` `//加载图片后的空余内存空间` `long` `freeEnd = Runtime.getRuntime().freeMemory();` `System.out.println(` `"freeStart:"` `+freeStart+` `"\nfreeEnd:"` `+freeEnd+` `"\n 相差："` `+(freeStart-freeEnd));`

2012-11-28 10:50 上传 下载附件 (4.88 KB)

从两个的运行结果中可以看出，使用 BitmapFactory.decodeResource 来设置图片资源要消耗更多的内存，如果程序中的图片资源很多的话，那这个内存就很客观啦。主要因为是 BitmapFactory.decodeResource 是通过Java层来createBitmap来完成图片的加载，增加了java层的内存消耗。而 BitmapFactory.decodeStream 则是直接调用了JNI，避免了java层的消耗。同时，在加载图片时，图片Config参数也可以有效减少内存的消耗。比如图片存储的位数及options.inSampleSize 图片的尺寸等。

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