Android圖片的加載與壓縮

圖片加載

在瞭解圖片壓縮前，先簡單介紹常用的幾種圖片加載 方式，在BitmapFactory類中提供了decodeFile、decodeResource、decodeStream、decodeByteArray、decodeFileDescriptor幾種靜態方法，通過使用這些靜態方法可以將具體的文件、流、比特數組、文件描述符加載成爲Bitmap對象。

圖片壓縮

老實說“圖片壓縮”這個詞，太過於含糊，因爲在運行過程中考慮到Bitmap內存問題，則需要在讀取得到Bitmap（位圖對象）是進行有選擇性讀取，在傳輸或存儲過程中爲了降低圖片文件大小，會對位圖信息進行壓縮然後寫入文件，但是前一種壓縮和後一種壓縮往往被混淆一談。

Bitmap(位圖)的壓縮

在介紹Bitmap的壓縮前，應該瞭解Bitmap的內存佔用，這樣才能更好地去理解Bitmap的壓縮。

色位深度

首先，需要了解色階深度。
屏幕上的每個像素點，在內存中都有一塊空間用來描述該像素點的顏色信息。同樣每張顯示在屏幕上的圖像，都有一個對應的Bitmap對象用來存儲圖像上每個像素點的信息，所以在Bitmap中有一塊大小爲：(圖像像素高 x 圖像像素寬 x 描述單個像素點需要的位)的空間去存儲圖像中所有像素點的信息。描述單個像素點需要的位數空間指的就是色位深度。Bitmap中使用Bitmap.Config來決定色位深度，目前Config有四個值：ALPHA_8、RGB_565、ARGB_4444、ARGB_8888。
(A：透明度 、R：紅、G：綠、B：藍)。

Config	每個像素佔用的字節	說明
ALPHA_8	1 bytes	每個像素僅僅儲存透明度通道
RGB_565	2 bytes	每個像素的RGB通道會保存，透明度不會保存，紅色通道5位，有25=32種表現形式；綠色通道6位，有26=64種表現形式；藍色通道5位，有2^5=32種表現形式
ARGB_4444	2 bytes	每個像素的ARGB通道都會保存，透明度/紅色/綠色/藍色通道4位，有2^4=16種表現形式
ARGB_8888	4 bytes	每個像素的ARGB通道都會保存，透明度/紅色/綠色/藍色通道8位，有2^8=256種表現形式

圖片文件與Bitmap

Android中常用的圖片文件通常以.png 、.jpeg、 .jpg格式進行存儲。png文件是一種無損壓縮的位圖圖像存儲格式，而jpg、jpeg則是有損壓縮的位圖圖像存儲格式。所以相同寬高像素（或像素面面積）相同的圖像，保存爲png文件的文件大小要比jpg、jpeg文件要大。
通過調用BitmapFactory的圖片文件解析加載函數可將圖片文件加載進入內存當中成爲Bitmap對象，由於png、jpg、jpeg圖片文件均是Bitmap壓縮以後寫入的文件，所以通常Bitmap對象的大小大於文件大小。

壓縮–位圖讀取

由於Bitmap所佔內存的大小主要取決於圖像像素寬、圖像像素高、色位深度，故而在加載圖片時爲避免OOM的產生，可通過縮減寬高與減少色位深度的bit位數來達到壓縮Bitmap所需空間。

1. 通過設置加載選項BitmapFactory.Options的inSampleSize實現高寬等比縮小達到壓縮效果,在第一次解析碼時，並不需要將文件全部解碼成Bitmap對象，這裏只需要Bitmap的原始高寬，所以Options.isJustDecodeBounds設置爲true。在計算得到合適的比例後，再設置採樣率參數inSampleSize來得到適當大小的bitmap對象;

    /**
    * 取樣（尺寸等比）壓縮，由於reqWidth和reqHeight通常取
    * ImageView的大小，爲了使圖片將ImageView填充滿避免出現
   * 黑色空白區域，故而選取小比例作爲壓縮比值
    *
    * @param resources
    * @param resId
    * @param reqWidth request width
    * @param reqHeight request height
    * */
   public static Bitmap compressInSampleSize(Resources resources, int resId, int >reqWidth, int reqHeight) {
       BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
       options.inJustDecodeBounds = true;
       Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, resId, options);
       options.inSampleSize = getInSampleSize(bitmap, reqWidth, reqHeight);
       options.inJustDecodeBounds = false;
       bitmap.recycle();
       Bitmap resultBitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, resId, options);
       return resultBitmap;
   }
   private static int getInSampleSize(Bitmap bitmap, int reqWidth, int reqHeight){
       int bitmapWidth = bitmap.getWidth();
       int bitmapHeight = bitmap.getHeight();
       int inSampleSize = 1;
       //若希望更改比例選擇策略，將'&&'改爲'||'即可
       while (bitmapWidth/inSampleSize > reqWidth && bitmapHeight/inSampleSize > reqHeight){
           inSampleSize *= 2;
       }
       return inSampleSize;
   }

2. 通過設置色位深度減少Bitmap的佔用內存

    /**
   * 選擇色階深度加載圖片
   *
   * @param resources
   * @param resId
   * @param config Color order depth
   * */
  public static Bitmap compressInPixColorBit(Resources resources, int resId, Bitmap.Config config) {
      BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
      options.inPreferredConfig = config == null? Bitmap.Config.RGB_565 : config;
      Bitmap resultBitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, resId, options);
      return resultBitmap;
  }

高寬等比縮小與設置色位深度實現內存佔用降低可以聯合使用，使Bitmap佔用內存更低，但同時也意味着更多信息的缺失，例如：如果採用RGB_565則圖片將沒有透明度通道。

壓縮–位圖寫入

網上很多博客均將質量壓縮作爲圖片加載防止OOM的一種解決方案，然而這是對“質量壓縮”的誤解。他們給出的質量壓縮方案，通常如下：

    /**
     * 質量壓縮
     *
     * @param bitmap
     * @param targetSize target size equal to targetSize(kb)
     * */
    public static Bitmap compressInQuality(Bitmap bitmap, int targetSize) {
        ByteArrayOutputStream resultBitmapStream = new ByteArrayOutputStream();
        int quality = 100;
        do{
            resultBitmapStream.reset();
            bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, quality, resultBitmapStream);
            quality -= 10;
        }while (resultBitmapStream.toByteArray().length/1024 > targetSize  && quality > 0);
        bitmap.recycle();
        return BitmapFactory.decodeStream(new ByteArrayInputStream(resultBitmapStream.toByteArray()));
    }

然後，如果把這個理解成“可以按質量quality壓縮bitmap對象”便是大錯特錯。直接使用這樣的方案來試圖降低Bitmap非但達不到效果，還會使內存提前用完。

對compress的使用反思

1. 爲何compress這樣處理得到的OutputStream，再經過解析後不能達到降低內存的效果內？
   compress是按照壓縮算法(算法根據第一個參數而定，PNG則是採用無損壓縮算法，JPEG則是採用有損壓縮算法)對bitmap對象中的信息進行壓縮然後寫入OutputStream，具體壓縮率則取決於quality(0~100，當採用無損壓縮PNG時,此參數被忽略)，但是此時的bitmap對象任然是原來的bitmap對象，當使用decodeStream對compress產生的OutputStream進行解析時，解析得到的新Bitmap高寬與原來的Bitmap高寬相等，不選擇色位深度的話，則時默認色位深度，新的Bitmap的內存佔用甚至更高，所以這種處理方式會在內存中存在兩個bitmap對象，還多申請了一份ByteArrayOutputStream空間。
2. 那質量壓縮compress什麼時候用呢？
   compress只是將一個bitmap對象的信息壓縮進一個OutputStream，如果選擇有損壓縮則在壓縮的過程中還會選擇性放棄一些圖片信息，無損壓縮則會保留圖片的全部信息，但是無損壓縮後的文件任然會比Bitmap在內存中佔用的內存大小要小。所以，在網絡傳輸或者在存儲時使用compress顯然是可行的。同時，如果Bitmap是再加載過程中使用了壓縮，在compress使用完成以後，由於Bitmap所含信息減少，質量壓縮得到的數據流將會變得更小。對數據流進行解析的得到的Bitmap的內存佔用也隨之降低。

注意事項

• 圖片加載需要考慮是否需要緩存
• 在對文件流進行解析時，應考慮是否一步解析，如果需要多步讀取流，應考慮到文件流的有序性，經過讀取後，流的起始位置發生變化，導致再次讀取爲null，此時建議使用文件描述符進行操作
• 位圖壓縮讀取與壓縮寫入爲IO操作，不應在主線程中進行